從傳統離身(shēn)智能(néng)發(fà)展(zhǎn)到現(xiàn)代(dài)具身(shēn)智能(néng)
早(zǎo)期人(rén)工智能(néng)研究者(zhě)認为(wèi)，機(jī)器可(kě)以(yǐ)通(tòng)过(guò)对(duì)符号(hào)的(de)操作(zuò)實(shí)現(xiàn)对(duì)人(rén)類(lèi)思(sī)考（理(lǐ)性(xìng)行为(wèi)）的(de)模拟，即让機(jī)器像人(rén)類(lèi)那(nà)樣(yàng)思(sī)考，無需考慮身(shēn)體(tǐ)和(hé)环(huán)境。他(tā)们(men)把(bǎ)人(rén)工智能(néng)定(dìng)義为(wèi)模拟人(rén)類(lèi)的(de)智能(néng)行为(wèi)，除了(le)模拟思(sī)考之(zhī)外(wài)，還(huán)包(bāo)括感(gǎn)知、動(dòng)作(zuò)，以(yǐ)及(jí)情(qíng)感(gǎn)与靈感(gǎn)等。由(yóu)于(yú)他(tā)们(men)認为(wèi)思(sī)考和(hé)身(shēn)體(tǐ)、环(huán)境是(shì)分(fēn)離的(de)，因(yīn)此(cǐ)在(zài)模拟这(zhè)些行为(wèi)时(shí)，是(shì)各(gè)自(zì)獨立進(jìn)行，沒(méi)有(yǒu)考慮行为(wèi)之(zhī)間(jiān)的(de)相互聯系(xì)。人(rén)工智能(néng)的(de)另(lìng)一(yī)学派內(nèi)在(zài)主(zhǔ)義，主(zhǔ)张人(rén)工智能(néng)應(yìng)該模拟人(rén)類(lèi)大(dà)腦的(de)工作(zuò)原理(lǐ)，我(wǒ)们(men)通(tòng)常稱之(zhī)为(wèi)類(lèi)腦計(jì)算。这(zhè)个(gè)学派也(yě)沒(méi)有(yǒu)考慮思(sī)考、感(gǎn)知与身(shēn)體(tǐ)的(de)關(guān)系(xì)。因(yīn)此(cǐ)傳統人(rén)工智能(néng)中(zhōng)的(de)两(liǎng)大(dà)学派都屬于(yú)離身(shēn)智能(néng)。
具身(shēn)智能(néng)則認为(wèi)人(rén)類(lèi)的(de)智能(néng)行为(wèi)不(bù)僅依賴大(dà)腦的(de)思(sī)考，還(huán)需要(yào)通(tòng)过(guò)与物(wù)理(lǐ)环(huán)境的(de)交互来(lái)進(jìn)行学习和(hé)決策，最後(hòu)通(tòng)过(guò)感(gǎn)知将執行的(de)結果(guǒ)反(fǎn)饋到大(dà)腦，形成(chéng)閉环(huán)，構成(chéng)一(yī)个(gè)智能(néng)體(tǐ)，这(zhè)樣(yàng)才能(néng)真(zhēn)正(zhèng)實(shí)現(xiàn)模拟人(rén)類(lèi)智能(néng)行为(wèi)的(de)目标(biāo)。具身(shēn)智能(néng)这(zhè)種(zhǒng)思(sī)想(xiǎng)的(de)提(tí)出(chū)，与傳統人(rén)工智能(néng)不(bù)同(tóng)，将推動(dòng)人(rén)工智能(néng)向(xiàng)更(gèng)高(gāo)的(de)水(shuǐ)平——通(tòng)用人(rén)工智能(néng)發(fà)展(zhǎn)。
人(rén)工智能(néng)發(fà)展(zhǎn)史經(jīng)曆3个(gè)阶段(duàn)
人(rén)工智能(néng)的(de)發(fà)展(zhǎn)曆史，經(jīng)曆过(guò)三(sān)个(gè)阶段(duàn)。第一(yī)代(dài)人(rén)工智能(néng)提(tí)出(chū)以(yǐ)知識与經(jīng)验(yàn)为(wèi)基礎的(de)推理(lǐ)模型，通(tòng)过(guò)这(zhè)一(yī)模型来(lái)模拟人(rén)類(lèi)的(de)思(sī)考。这(zhè)一(yī)模型具有(yǒu)可(kě)解(jiě)釋性(xìng)与可(kě)理(lǐ)解(jiě)性(xìng)的(de)優點(diǎn)，但由(yóu)于(yú)知識表(biǎo)示与獲取(qǔ)的(de)困難，該模型在(zài)應(yìng)用和(hé)产業化(huà)上(shàng)受到很大(dà)限制。第二(èr)代(dài)人(rén)工智能(néng)提(tí)出(chū)數據(jù)驅動(dòng)的(de)模型，通(tòng)过(guò)基于(yú)大(dà)數據(jù)的(de)機(jī)器学习，實(shí)現(xiàn)对(duì)人(rén)類(lèi)感(gǎn)性(xìng)和(hé)情(qíng)感(gǎn)行为(wèi)的(de)模拟。由(yóu)于(yú)模型的(de)图(tú)像、語(yǔ)音(yīn)等輸入(rù)數據(jù)来(lái)自(zì)客觀世界，因(yīn)此(cǐ)具有(yǒu)很大(dà)的(de)應(yìng)用潛力，但由(yóu)于(yú)模型本(běn)身(shēn)存在(zài)不(bù)安(ān)全(quán)、不(bù)可(kě)靠、不(bù)可(kě)信(xìn)（不(bù)可(kě)解(jiě)釋）、不(bù)可(kě)控和(hé)不(bù)易推廣等缺陷，因(yīn)此(cǐ)應(yìng)用范圍有(yǒu)限。雖(suī)然科学家(jiā)在(zài)这(zhè)期間(jiān)也(yě)進(jìn)行过(guò)模拟人(rén)類(lèi)動(dòng)作(zuò)，比如(rú)手(shǒu)的(de)操作(zuò)与腳(jiǎo)的(de)步行等研究，但沒(méi)有(yǒu)将这(zhè)些研究与思(sī)考、感(gǎn)知等其(qí)他(tā)方面(miàn)聯系(xì)起(qǐ)来(lái)。總(zǒng)之(zhī)，这(zhè)两(liǎng)代(dài)人(rén)工智能(néng)都有(yǒu)很大(dà)的(de)局(jú)限性(xìng)，而(ér)且(qiě)只(zhī)針(zhēn)对(duì)特(tè)定(dìng)領域、利用特(tè)定(dìng)模型去(qù)解(jiě)決特(tè)定(dìng)任務(wù)。
2020年(nián)大(dà)語(yǔ)言模型的(de)出(chū)現(xiàn)，把(bǎ)人(rén)工智能(néng)推向(xiàng)新(xīn)的(de)發(fà)展(zhǎn)阶段(duàn)——第三(sān)代(dài)人(rén)工智能(néng)。大(dà)語(yǔ)言模型具有(yǒu)強(qiáng)大(dà)的(de)語(yǔ)言生(shēng)成(chéng)能(néng)力，使機(jī)器能(néng)夠在(zài)開(kāi)放(fàng)領域下(xià)實(shí)現(xiàn)与人(rén)類(lèi)的(de)自(zì)由(yóu)交互，这(zhè)表(biǎo)明(míng)機(jī)器已經(jīng)完全(quán)掌握了(le)人(rén)類(lèi)的(de)語(yǔ)言。此(cǐ)事(shì)意(yì)義重(zhòng)大(dà)。正(zhèng)如(rú)哲学家(jiā)維特(tè)根(gēn)斯坦所(suǒ)言：“我(wǒ)的(de)語(yǔ)言界限，就(jiù)是(shì)我(wǒ)的(de)世界界限。”機(jī)器一(yī)旦掌握了(le)人(rén)類(lèi)的(de)語(yǔ)言，也(yě)就(jiù)在(zài)某種(zhǒng)程度(dù)上(shàng)理(lǐ)解(jiě)了(le)人(rén)類(lèi)的(de)世界。大(dà)語(yǔ)言模型向(xiàng)通(tòng)用人(rén)工智能(néng)迈出(chū)了(le)關(guān)鍵一(yī)步。
为(wèi)向(xiàng)通(tòng)用人(rén)工智能(néng)迈進(jìn)創造条(tiáo)件
盡管(guǎn)人(rén)工智能(néng)在(zài)語(yǔ)言生(shēng)成(chéng)上(shàng)取(qǔ)得成(chéng)功，在(zài)許多(duō)其(qí)他(tā)任務(wù)上(shàng)還(huán)不(bù)能(néng)實(shí)現(xiàn)領域的(de)通(tòng)用性(xìng)。比如(rú)医療診斷，目前(qián)我(wǒ)们(men)還(huán)沒(méi)有(yǒu)開(kāi)發(fà)出(chū)适用于(yú)各(gè)種(zhǒng)疾病的(de)計(jì)算機(jī)医療診斷系(xì)統。另(lìng)外(wài)，大(dà)語(yǔ)言模型只(zhī)会(huì)说（生(shēng)成(chéng)語(yǔ)言），不(bù)会(huì)干(gàn)（行動(dòng)）。還(huán)有(yǒu)大(dà)量(liàng)的(de)任務(wù)，特(tè)别是(shì)複雜的(de)任務(wù)，人(rén)工智能(néng)目前(qián)還(huán)無法(fǎ)完成(chéng)。我(wǒ)们(men)離真(zhēn)正(zhèng)的(de)通(tòng)用人(rén)工智能(néng)仍有(yǒu)一(yī)定(dìng)距離，其(qí)原因(yīn)就(jiù)在(zài)于(yú)，傳統人(rén)工智能(néng)对(duì)人(rén)類(lèi)（大(dà)腦）的(de)思(sī)考、感(gǎn)知与動(dòng)作(zuò)等方面(miàn)的(de)模拟是(shì)相互分(fēn)開(kāi)的(de)，而(ér)且(qiě)与环(huán)境隔離。
具身(shēn)智能(néng)則強(qiáng)調物(wù)理(lǐ)身(shēn)體(tǐ)、环(huán)境感(gǎn)知与反(fǎn)饋的(de)重(zhòng)要(yào)性(xìng)，並(bìng)通(tòng)过(guò)它(tā)们(men)實(shí)現(xiàn)与外(wài)部(bù)世界的(de)交互。这(zhè)正(zhèng)好(hǎo)彌補了(le)傳統人(rén)工智能(néng)的(de)不(bù)足，使機(jī)器通(tòng)过(guò)与环(huán)境的(de)反(fǎn)複交互，逐漸学习适應(yìng)环(huán)境並(bìng)優化(huà)其(qí)決策和(hé)行動(dòng)，不(bù)斷叠代(dài)，完成(chéng)更(gèng)多(duō)、更(gèng)複雜的(de)任務(wù)，这(zhè)就(jiù)是(shì)新(xīn)的(de)学习范式——強(qiáng)化(huà)学习。由(yóu)此(cǐ)可(kě)見(jiàn)，具身(shēn)智能(néng)将使人(rén)工智能(néng)在(zài)更(gèng)廣泛的(de)环(huán)境下(xià)，完成(chéng)更(gèng)多(duō)的(de)任務(wù)，向(xiàng)通(tòng)用人(rén)工智能(néng)迈進(jìn)。
機(jī)器人(rén)領域首次(cì)提(tí)出(chū)具身(shēn)智能(néng)思(sī)想(xiǎng)
機(jī)器人(rén)的(de)研究遠(yuǎn)在(zài)人(rén)工智能(néng)誕生(shēng)之(zhī)前(qián)。1954年(nián)，科学家(jiā)發(fà)明(míng)數字(zì)控制可(kě)編程的(de)機(jī)械臂，为(wèi)現(xiàn)代(dài)工業機(jī)器人(rén)打(dǎ)下(xià)基礎，也(yě)預示着現(xiàn)代(dài)機(jī)器人(rén)的(de)真(zhēn)正(zhèng)誕生(shēng)。在(zài)人(rén)工智能(néng)的(de)發(fà)展(zhǎn)过(guò)程中(zhōng)，雖(suī)然也(yě)将模仿人(rén)類(lèi)動(dòng)作(zuò)納入(rù)研究范圍，但由(yóu)于(yú)當时(shí)研究的(de)重(zhòng)點(diǎn)是(shì)思(sī)考与感(gǎn)知，動(dòng)作(zuò)（身(shēn)體(tǐ)）並(bìng)沒(méi)有(yǒu)受到很大(dà)關(guān)注。後(hòu)来(lái)，機(jī)器人(rén)研究慢(màn)慢(màn)形成(chéng)一(yī)个(gè)新(xīn)領域——機(jī)器人(rén)学，与人(rén)工智能(néng)中(zhōng)的(de)動(dòng)作(zuò)研究同(tóng)时(shí)存在(zài)。機(jī)器人(rén)学研究的(de)范圍更(gèng)宽，也(yě)更(gèng)多(duō)關(guān)注技術(shù)、實(shí)際應(yìng)用和(hé)产業化(huà)。
1986年(nián)，移動(dòng)機(jī)器人(rén)的(de)先驅羅德尼·布(bù)魯克(kè)斯提(tí)出(chū)了(le)行为(wèi)主(zhǔ)義機(jī)器人(rén)学的(de)主(zhǔ)张，他(tā)認为(wèi)傳統的(de)符号(hào)主(zhǔ)義人(rén)工智能(néng)过(guò)于(yú)依賴複雜的(de)推理(lǐ)系(xì)統，忽視了(le)身(shēn)體(tǐ)与环(huán)境的(de)互動(dòng)对(duì)智能(néng)行为(wèi)的(de)關(guān)鍵性(xìng)貢獻。可(kě)以(yǐ)说，这(zhè)是(shì)在(zài)機(jī)器人(rén)領域首次(cì)提(tí)出(chū)具身(shēn)智能(néng)思(sī)想(xiǎng)。
推動(dòng)機(jī)器人(rén)領域技術(shù)取(qǔ)得進(jìn)步
具身(shēn)智能(néng)思(sī)想(xiǎng)推動(dòng)機(jī)器人(rén)技術(shù)從單一(yī)感(gǎn)知（如(rú)視觉或(huò)觸觉）向(xiàng)多(duō)模态感(gǎn)知發(fà)展(zhǎn)。自(zì)動(dòng)駕駛汽车需要(yào)在(zài)各(gè)種(zhǒng)气(qì)候条(tiáo)件和(hé)複雜环(huán)境下(xià)行駛，全(quán)天(tiān)候的(de)环(huán)境感(gǎn)知极(jí)为(wèi)重(zhòng)要(yào)。目前(qián)，除了(le)利用單一(yī)的(de)攝像機(jī)之(zhī)外(wài)，人(rén)们(men)更(gèng)多(duō)地(dì)考慮多(duō)傳感(gǎn)器融合，即除攝像機(jī)之(zhī)外(wài)，還(huán)要(yào)綜合利用激光(guāng)掃描儀、雷(léi)达、声呐、衛星(xīng)定(dìng)位(wèi)等不(bù)同(tóng)傳感(gǎn)器，以(yǐ)保证感(gǎn)知的(de)可(kě)靠性(xìng)。同(tóng)樣(yàng)，对(duì)機(jī)械手(shǒu)来(lái)講，也(yě)需要(yào)利用觸觉、力觉、力矩觉等多(duō)傳感(gǎn)器的(de)融合，以(yǐ)便在(zài)複雜环(huán)境下(xià)實(shí)現(xiàn)複雜操作(zuò)，比如(rú)，裝(zhuāng)配、抢险救灾、排雷(léi)等。
具身(shēn)智能(néng)思(sī)想(xiǎng)推動(dòng)機(jī)器人(rén)技術(shù)更(gèng)加關(guān)注软件与硬件的(de)高(gāo)度(dù)整合。为(wèi)了(le)适應(yìng)不(bù)同(tóng)工作(zuò)任務(wù)的(de)需求，我(wǒ)们(men)需要(yào)設計(jì)不(bù)同(tóng)類(lèi)型的(de)機(jī)器人(rén)，如(rú)为(wèi)家(jiā)庭服務(wù)的(de)人(rén)形機(jī)器人(rén)，擁有(yǒu)靈巧双(shuāng)手(shǒu)的(de)裝(zhuāng)配機(jī)器人(rén)，擁有(yǒu)特(tè)殊功效的(de)仿生(shēng)機(jī)器人(rén)等。不(bù)同(tóng)類(lèi)型的(de)機(jī)器人(rén)需要(yào)不(bù)同(tóng)的(de)控制技術(shù)，也(yě)会(huì)導致(zhì)不(bù)同(tóng)的(de)学习和(hé)感(gǎn)知方式，这(zhè)反(fǎn)过(guò)来(lái)又影響機(jī)器人(rén)形态的(de)設計(jì)。这(zhè)些都屬于(yú)機(jī)器人(rén)软硬件協同(tóng)的(de)问題(tí)。
具身(shēn)智能(néng)中(zhōng)的(de)智能(néng)體(tǐ)概念对(duì)機(jī)器人(rén)技術(shù)将产生(shēng)重(zhòng)要(yào)影響。根(gēn)據(jù)智能(néng)體(tǐ)这(zhè)一(yī)概念，機(jī)器人(rén)将思(sī)考、感(gǎn)知和(hé)動(dòng)作(zuò)連(lián)为(wèi)一(yī)體(tǐ)，既可(kě)以(yǐ)在(zài)數字(zì)世界中(zhōng)也(yě)可(kě)以(yǐ)在(zài)物(wù)理(lǐ)世界中(zhōng)完成(chéng)任務(wù)，利用數字(zì)世界又可(kě)以(yǐ)对(duì)物(wù)理(lǐ)世界進(jìn)行仿真(zhēn)，这(zhè)些对(duì)推動(dòng)機(jī)器人(rén)的(de)發(fà)展(zhǎn)意(yì)義重(zhòng)大(dà)。比如(rú)，無人(rén)车的(de)實(shí)验(yàn)如(rú)果(guǒ)在(zài)物(wù)理(lǐ)世界中(zhōng)進(jìn)行，就(jiù)要(yào)受到气(qì)候条(tiáo)件、突發(fà)事(shì)件等諸多(duō)因(yīn)素限制，利用仿真(zhēn)模拟則会(huì)大(dà)大(dà)提(tí)高(gāo)效率，节(jié)省(shěng)时(shí)間(jiān)与費用。利用智能(néng)體(tǐ)理(lǐ)論，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)让機(jī)器人(rén)相互之(zhī)間(jiān)進(jìn)行博弈，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的(de)自(zì)我(wǒ)進(jìn)化(huà)（叠代(dài)），使機(jī)器人(rén)的(de)性(xìng)能(néng)不(bù)斷提(tí)高(gāo)。
（作(zuò)者(zhě)张钹为(wèi)中(zhōng)國(guó)科学院(yuàn)院(yuàn)士、清(qīng)華大(dà)学教授，獲國(guó)家(jiā)自(zì)然科学三(sān)等獎、國(guó)家(jiā)科技進(jìn)步三(sān)等獎等獎項；曾任智能(néng)技術(shù)与系(xì)統國(guó)家(jiā)重(zhòng)點(diǎn)實(shí)验(yàn)室(shì)主(zhǔ)任、國(guó)家(jiā)“863”高(gāo)技術(shù)計(jì)劃(huà)智能(néng)機(jī)器人(rén)主(zhǔ)題(tí)專家(jiā)組專家(jiā)）