中科大一甲子校庆,《Nature》刊文报道陈小平教授的佳佳机器人和其他科研成果

2018 年 9 月 26 日 机器人大讲堂

 


近期是中国科技大学(以下简称中科大)的60周年校庆,中科大在国内学术圈的名气,自是不用过多介绍。但说到 《Nature》专刊报道了中科大陈小平教授实验室的成果,小编还是着实被中科大在国际上的学术地位震惊到了。 所以小编抱着极度好奇的心情走进了中科大,亲身体验了一把陈小平教授实验室的高科技。



集中科大五位校花于一身的美女机器人佳佳


一直觉得医生是神圣而不可替代的职业,就算能被机器人取代,也是很久之后的事了。

 

但刚到中科大,我们就在校庆展馆,体验了医疗诊断机器人医佳是如何给人看病的:

 

先看视频


由于当时展馆网速不佳,视频中医佳的应答反应时间可能有点长,但陈小平教授告诉我们,正是因为有这样的响应时间,才更证明了医佳和人的对话都是实时在云平台上的响应,并不像国外某些机器人是预先设定好的回答。这也是现在真正的人工智能交互技术所能达到的标准。我想不吹不黑和实事求是也是陈小平教授与生俱来的学者气质吧。

 

“医佳”的前身,是在国际上都小有名气的“佳佳”机器人。这款机器人集合了微表情、语言理解和语音交互、视觉感知、表情识别与生成、上下文理解等多种人工智能前沿技术,盛世美颜是中科大五位校花的面部特征提取融合而成。闭月羞花的她无论走到哪里都会带来一场骚动与围观。



美丽的佳佳还登上过“焦点访谈”的银幕,它不仅能和主持人进行流畅对话,还能在被问“那上海呢?”时,顺利理解出刚问完北京天气的主持人是在询问上海天气怎么样。这种对于人类来说再简单不过的“上下文理解”似的对话,对于人工智能机器人来说已经是不小的进步了。



上面提到的医佳机器人,是在佳佳机器人各项技术优势之上,面向医疗应用场景开发的。中科大对这项工作极为重视,校长包信和院士亲自担任工作组组长,陈小平教授担任负责研发的副组长。科大讯飞承担了医疗诊断子系统的开发。医佳掌握了大量医疗行业的病例数据库,能像真正的医生一样给病人问诊,并且给出相应的诊断结果。一些情况下,医佳的表现可能并不比真人医生差。

 

能够走进家庭做保姆的可佳机器人


除去佳佳,在陈小平教授的实验室,我们还看到了享誉高内外、拿奖拿到手软的移动操作机器人“可佳”。别看可佳形象并不像人,但陈小平教授团队说可佳是佳佳的姐姐,可佳不仅是佳佳的主要技术来源,还是未来真正能够走进家庭,给人类当保姆的家庭服务机器人。



可佳机器人曾连续三年在国际服务机器人标准测试中保持总分第一,并被人工智能顶级杂志《Artificial Intelligence》评为全球机器人认知两项首要技术之首。可佳不仅能进行人脸识别、环境识别,最重要的她有自主操作能力,甚至能够自主操作微波炉帮人们热食品,总之可佳的智能程度在世界上都处于领先地位。

 

可能有人认为,成年人都会操作微波炉,机器人会做没什么了不起。陈小平教授解释说:人们普遍认为,对人容易的事情对机器人也应该是容易的,对人困难的事对机器人也困难。所以大家都更加关注对人困难的事情,比如下围棋、证明定理等。但这个看法是严重背离事实的。其实早在60年前,人工智能就可以证明定理了,而且有些定理的证明比人证得更巧妙。现在,AlphaGo Zero又在围棋中通过不依赖于人类围棋知识的自学,远远超越了人类。这些成就已经充分说明,证明定理、下棋这种对人类困难的事,对人工智能其实是最容易的。对人容易的某些事情,比如操作微波炉、打扫卫生、护理失能老人、做家务等等,都属于不确定性问题,恰恰对机器人和人工智能是非常困难的,而且是人类需要机器人提供帮助的,在中国尤其如此。


13年可佳操作微波炉

 

关于可佳,我们还是看一下详细的视频介绍吧:



陈小平教授告诉我们,其实可佳机器人才是中科大机器人团队的主攻方向,是面向未来10年甚至更长时间的应用需求研发的保姆机器人,以及类似室内环境中的移动操作机器人,期望未来能够让机器人走进家庭和其他室内环境,帮助人们做更多的事。另外为了能让机器人更快服务于人类,他们还计划尽快将没有手臂的可佳移动机器人平台送入医院或养老院,让机器人以现有的技术尽全力服务于人类,帮助家人和医生,更密切的关注需要帮助的老人、病人和失能人群。

 

“未来,可佳还要走进家庭。你看现在的老人独自在家,如果突然晕倒可能都不会及时发现,可佳能够实时的关注老人在家的一举一动,会在出现危险时做出响应,让老人得到及时的救助。”当然,如今的机器人无论从造价还是技术高度都还没有达到走进每个家庭的程度,所以陈小平老师告诉我们,“这相当于是一个实习期,可佳在实习的过程中会不断进化,硬件与技术的进步就会让可佳更快的走入普通家庭”。

 

在国际上拿奖拿到手抽筋的陈小平教授和他的团队


陈小平教授团队从1998年便开展了智能机器人的研究,并且在2008年建立了跨院系的科研平台,平台涵盖了机器人认知模型、人-机器人交互语义理解、环境语义建模、机器人自动推理与规划、机器人知识获取、机器人感知与运动控制、云机器人、新型机器人本体与关键部件等研究内容。可以说一路以来团队都在扎扎实实的打天下。

 

陈小平教授的实验室和很多高校的实验室不一样,为了让可佳机器人适应家庭的环境,他们专门开辟了一个空间搞了一个“模拟家庭”。这里有客厅、厨房还有卧室。客厅的书柜上摆满了他们在国际上获得的各种冠军奖杯。



不仅可佳在各项国际服务机器人比赛上屡获佳绩,陈小平教授团队还参加了国际知名的“RoboCup”机器人比赛。团队中的另一位成员刘松老师告诉我们,在RoboCup的“仿真机器人足球比赛中”,很多团队只能推算一、两脚球,而他们的小组已经能够推算三脚球了,因此科大的机器人可以自主规划两脚球,这在实际比赛中可以算是秒杀对手了。依靠突出的技术水平,科大机器人足球队曾连续11年保持世界前二,其中包括6次世界冠军。

 

值得关注的是,2016年AlphaGo因打败人类围棋选手李世石震惊国内外,但它能计算和预测的也只不过是棋盘上固定的点。而真正的RoboCup足球比赛中存在各种各样的不确定性,比如足球运动的轨迹具有一定的不确定性,并不是沿着固定路线的,而是可能沿着很多不同的路径移动。在RoboCup仿真2D比赛中,用人工智能技术规划两脚球的搜索空间复杂度是10的400次方,远远高于围棋的10的300次方。因此,机器人足球决策技术的智能程度其实并不一定比AlphaGo差。不过,由于目前机器人硬件上的差距,实体机器人还无法与人类对抗,这导致机器人决策技术也无法直接与人类比拼,因而无法像AlphaGo那样直接展示出它的真实技术水平。

 

更有意思的是,刘松老师告诉我们,为了适当平衡参赛队的成绩,RoboCup举办方曾多次改变比赛规则,可是中科大机器人团队仍然成绩出众,这也从侧面反映出来陈小平老师团队的实力了(也让小编我突然想到了中国的乒乓球……)。


RoboCup Simulation 2D的比赛界面

 

关于未来与现在


陈小平教授告诉我们,RoboCup的目标是发展未来50年能够真正服务于人类的机器人技术,其中,RoboCup足球赛的初衷也是到2050年,开发出完全自主的仿人机器人队,能赢得对人类足球世界冠军队的比赛。

 

这是一个伟大而长远的目标,他们团队也一直致力于最前沿科技的研究与探讨,而且事实证明很多领域他们已经跑在了世界的前列。

 

但专注于未来也不能丢掉当下,怎样利用如今的科技水平更好的服务于人来,让技术在实践中逐步地检验与成熟,也是陈小平教授目前最在意的一个环节。

 

所以就有了我们之前提到的专注于医疗诊断的医佳机器人。陈小平教授还告诉我们,他们还开发出多款面向不同场景的智能交互机器人,其中包括面向银行、养老院等实际场景,这些机器人不仅能服务于人类,还能在与人类的交互中学到更多知识,慢慢度过实习期。

 

当然,在佳佳与可佳的基础之外,该团队也有很多其他领域的尝试。

 

在实验室中,我们还看到一个小型的传送带。这是他们与工业机器人领域知名企业埃夫特合作,在分拣领域的尝试。如今工业物流中的物品或商业物流中的快递包裹往往形状大小不一,而且在装箱或码垛过程中的每一时刻,机器人只能知道即将到达的少数几个物品的形状和大小,要能够达到较高的装填率是非常具有挑战性的。。但如果结合人工智能技术,分拣机器人也能和人一样,通过判断、预测、识别等一系列智能行为,将包裹安置在最适合的位置,笼车的空间利用率就会得到有效的提升。

 

总之,陈小平老师表示,目前他们正在把未来50年的目标进行分解。将长期目标与3年、5年、10年的阶段性目标相互协调,循序渐进,让人们提前感知技术带来的改变和未来更大的发展潜力。


机器人大讲堂走进陈小平教授实验室

 

春华秋实一甲子,薪火相传六十年


最后,小编郑重的告诉大家,中科大在合肥!!!这个并不是一线城市的美好小城,成就了中科大教师与学生朴实的治学、求学梦。


在我们离开中科大后,陈小平教授发了一条朋友圈:

 

“2018年9月19日19:00,纪念中国科学技术大学建校六十周年"永恒的东风"校友师生联欢晚会全球直播http://live.ustc.edu.cn。这是下午4点在晚会现场拍摄到的彩虹。难道老天真有眼?”


小编想说,连合肥的天空都希望给中科大的校庆添彩

 

春华秋实一甲子,薪火相传六十年。作为机器人大讲堂的工作人员,非常荣幸能够在中科大举校欢庆的时刻,见证它的沉稳、睿智与成功。也期待在下一个甲子见证中科大的辉煌。

 Humanoids 2018

由IEEE(国际电子和电气工程师协会)机器人与自动化学会主办,北京理工大学等单位承办的2018年IEEE-RAS仿人机器人国际学术会议( Humanoids 2018)将于2018年11月6日至9日在北京友谊宾馆举行。大会主席由黄强教授、戴斌教授共同担任。


现已全面开启企业赞助和招展通道,强烈推荐机器人、科研仪器等与高校合作有关的企业参展。


联系人:堂博士 13810423387(同微信)

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IEEE-RAS仿人机器人国际会议是仿人机器人领域最权威、最有影响力的国际学术会议,从2000年开始在全球各国巡回举办,目前已成功举办了17届,会议涉及的信息具有极高的前瞻性和应用价值。2018年IEEE-RAS仿人机器人国际会议首次在中国举行。




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陈小平,中国科学技术大学,机器人实验室主任、教授。长期从事人工智能与机器人的交叉研究和教学。提出并较系统地发展了基于“归约蕴含”的认知建模技术。将自然语言理解和自动推理引入服务机器人,在国际上首次实现了一种能够完成复合任务的服务机器人通用机制。提出基于“开放知识”的机器人智能技术路线,并在“可佳”和“佳佳”智能机器人系统中进行了持续性研究和工程实现。
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