宅男的夢想：用機器人做女友的可行性報告[圖]

人型機器人中真正「形似」人類的一個分支被稱為仿生人，這類機器人追求與人類在外形與動作方面的高度相似。本文從各個角度分析並提出了跟一個女機器人搞對象的可行性報告。



東京大地震，一個大都市傾覆了，成千上萬的人死去，成千上萬的人陷入痛苦，卻成全了北村次郎的愛情。他懷中殘破的機器人女友終於在「臨終」前體會到了人類的情感：「我能感覺到你的心，能感覺得到。」這是電影《我的女友是機器人》中最感人的一幕。導演滿意地看到了觀眾在唏噓流淚同時也輕易地接受了關於時空大挪移以及機器智能化的含糊解釋。不過今天，我們要來好好解剖一下這部影片，為那些夢想能同次郎一樣幸運的宅男們做一場關於找個機器人做女友的可行性分析報告。



她是誰?

「那麼你是個機器人？」

「別叫我機器人，我是cybordyne出品的103型號。」



這是影片中次郎和女機器人關於「我是誰」的對話，顯然，次郎對於新時代高科技產品的分類還不甚了解。事實上，中文把「robot」翻譯成「機器人」稍有誤導之嫌。大多數機器人是以機械臂或普通機器的外型出現的，人型機器人（Humanoid robot）只是機器人中的一個分支，它們「型似」人類，有對應的頭、手、身體和雙腿但並不苛求細節。腦袋可圓可方，外殼可以用金屬也可以用塑料，至於鼻子嘴巴有沒有都無所謂。影片《變形金剛》中的機器人就屬於這一類。



人型機器人中真正「形似」人類的一個分支被稱為仿生人（Android），這類機器人追求與人類在外形與動作方面的高度相似。它們有足以亂真的體型、皮膚和五官，理想中的仿生人無論靜態還是動態看上去都同真人無異。Android一詞在希臘文中的詞根專指男性，除了政治不正確的因素外，也與現實中男性主導的機器人工程界對美女仿生人孜孜不倦的追求相違背，於是Gynoid這個專指女性外表仿生人的單詞就應運而生了。因此，片中次郎所提問題更準確的表述應該是「那麼你是個女仿生人（Gynoid）？」。



賽博格（Cyborg），在電影字幕中常常被翻譯成機械化人、生化人或改造人，是對任何機械生物結合體的統稱。此類形象頻繁地出現在各類科幻小說和影視作品中，例如《終結者》中的阿諾·施瓦辛格扮演的未來戰士，《蜘蛛俠》中那個身上長滿鋼鐵觸角的大反派以及《星際旅行》中善用納米探針的博格人。在現實生活中，賽博格一般指的是裝有仿生學機械義肢的人類。比起其他作品天空行空的想象，《機械公敵》中裝有電子手臂的警探史普納大概是最接近現實賽博格的熒幕形象。《我的女友是機器人》的英文譯名叫Cyborg She，很明顯是將女主角劃分到了賽博格這一類。



同部分科幻作品中人類進化到賽博格再進化到模擬人的進程不同，以上三類智能體的研究現在可謂是全面開花。在仿生學，機器人，人工智慧，認知學等領域的共同推動下，智能體的明天將走向何方？讓我們拭目以待。

考量外形：基本過關



仿生人最基本的要求是「看上去像真人」，逼真的皮膚起到了關鍵的作用。影片中，女主人公自稱「皮膚和人類一樣都是活體細胞」。的確，隨著生物科技的發展，組織工程培養出來的人工皮膚已經被廣泛應用於治療燒燙傷患者，在金屬上成功植皮的消息也偶見報端。不過將醫院的有限資源用在機器人身上，現在來說還是太過奢侈。工程師和藝術家們找尋的是能呈現皮膚特性的替代材料。



同迪斯尼主題公園中的玩偶一樣，橡膠和塑膠都曾用於製作仿生人皮膚。不過這些材料不容易模擬面部皺紋，臉部表情變化所需的能量又太大，因而逐步被淘汰。當今流行的是以高彈性的硅樹脂或硅膠來做皮膚，日本的Actroid、韓國的EveR、中國的鄒人倜二號都屬此列。美國機器人藝術家大衛·漢森（David Hanson）則使用一種特殊的海綿狀橡膠材料Frubber，這種材料做出的皮膚褶皺非常逼真，推動面部表情所需的力度也更小。漢森製作的「愛因斯坦」面部下裝有28個小馬達，因此可以做出相當豐富的面部表情。



實現仿生人逼真面部表情的硬體條件並非高不可攀，難的是如何讓機器人知道在什麼情況下做什麼樣的表情。同理，我們發現影片中的女主角大部分時間都面無表情，這並不是因為她那由活體細胞組成的皮膚動不了，而是因為彼時她還沒有靈魂，不知道應該做什麼表情。當然了，如果導演讓她臨終之前的面部表情再豐富一點，就更有說服力了。



仿生人的皮膚還能提供其他的功能：譬如使用皮膚下的觸覺感測器陣列來感覺壓力，使用感溫感測器來更好地理解周圍的環境。同樣的，在機器人體內裝上適當的裝置，可以很好地模擬出類似真人的心跳、體溫甚至呼吸。因此次郎和女主人公同回故鄉的那一幕中，他發出了對機器人沒有體溫不夠溫暖的抱怨，這純屬臆想，應該歸咎於編劇的知識欠缺。

考量四肢：尚需努力



仿生人的四肢要如何才能活動自如呢？我們不妨先來看看賽博格們使用的產品。含有碳纖維和電子感測器的智能下肢近年不斷問世，成熟的產品包括德國Otto Bock公司出品的C-Leg和冰島Ossur公司推出的系列產品。後者因為曾替著名截肢短跑運動員奧斯卡?皮斯托利斯（Oscar Pistorius）設計飛腿義肢而名聲大震。智能手臂因為體積小，靈巧度要求高，現在還處在研究階段，英國Hanger公司的i-Limb，美國DARPA贊助的Luke arm都是這塊市場的有力競爭者。與影片中出手不知輕重的彪悍女機器人不同，這些智能手臂該強則強該弱則弱，既能提箱子，又可剝香蕉皮。而另外一些看上去沒那麼像人手的機械手臂，因為沒有體積的限制，更加靈活，使得鑰匙，也能拿西紅柿。



儘管有這些靈活度相當高的智能肢體，但作為整體的仿生人目前能做的肢體動作卻相當少，大多隻限於歪歪腦袋彎彎腰。即使是發展更為成熟的人型機器人，也只能放在展廳里唱唱歌跳跳舞。帶輪或多足機器人如今已經能夠做到步伐穩健了，如何讓雙足的人型機器人在行走中保持身體平衡卻還是一個難題。現今表現最好的人型機器人可以在平地上行走，能夠上下樓梯，但在其他環境中則變得寸步難行，更不要說像影片中的女主人公那樣健步如飛、同歹徒展開殊死搏鬥了。一個演演算法優秀的機器人可以輕鬆打敗象棋高手，但在行動上卻趕不上一個三歲的小孩。看來在「想到」與「做到」之間，還有很長的路要走。



除開雙腳的因素，如何將機器人的各部分整合成一個高效系統，也是人型機器人面臨的挑戰之一。在動態環境中，機器人如何準確接收外界信息，並及時正確地做出相應行動是非常困難的。那些在展廳中流利表演舞蹈的機器人都是事先編程或者遠程控制的，與實時模模擬人舞蹈的機器人之間還有不小差距。另外還有能源供給方面提出的需求，移動中的機器人耗能不小，高性能電池的出現也許能在一定程度上解決這個問題。影片中我們看不出女主人公是如何充電的，不過從她對於食物的痴迷程度來看，也許肚子里裝著一個生物燃料電池呢。



加拿大科學天才勒同(Le Trung)花費14000英鎊製作了一個「完美女人」。

    考量情感：初級階段

隨著科技的發展，我們也許能造出外表和行動都與真人無異的機器人，但有一個問題是無論如何也繞不開的：機器人會思考，那麼他們有沒有感情？



女主人公的頭腦是利用再現人類神經元納米技術製成的分子電路複合體，依靠這樣的大腦，她可以在日常的生活中通過學習逐步掌握人類的情感。而在影片的結尾，她也確實學會了愛，體會到了次郎的一片真心。然而，基於邏輯計算的機器人真能擁有直覺、靈感、想像力乃至感情這些人類所引以為豪的東西嗎？



在目前人類本身尚不明了大腦和情感工作原理的情況下，我們如何指導機器人的智力或情感開發呢？來自歐洲多所大學的研究者們正在嘗試對機器人嬰兒進行教育，希望能找到讓它們自動學習的方法。第一代嬰兒機器人Babybot的大腦由20台計算機組成，這些計算機聯合起來運行多個神經網路，模擬人類的神經系統。Babybot會自動試驗面前的玩具，不同的行動結果導致神經網路中各神經元之間的關聯不停變化，通過這些不同關聯之間的增強或減弱，Babybot能夠學習到如何更好地使用這些玩具，從而逐漸掌握運動技巧。倘若一次用某個姿勢去抓玩具但沒成功，下一次它就會換另一種方式去抓。通過這樣的反覆訓練，嬰兒機器人能夠學會一些新技巧，譬如把瓶子在桌上滾來滾去。新一代的嬰兒機器人iCub看上去如同一個2歲的孩子，除了玩玩具之外，它還成功地學會了爬行，科學家們期望它在今後的幾年裡能夠學會說話，如同嬰兒一樣，從一堆毫無意義的咿呀聲中學會發出有意義的單詞或句子。



嬰兒機器人能學著動，學著說，也能學著愛嗎？按照這樣的發展模式，我們是否能造齣電影《人工智慧》（A.I.）中那個楚楚可憐的機器人小孩大衛呢？

憂慮：恐怖谷效應



影片中，次郎在目睹女主人公施展超能力救人於水火之後，情不自禁地愛上了她。然而，現實生活中，人們對於外表酷似人類而行為卻大相徑庭的智能體看法又如何呢？不妨想象一下，一位長相酷似林志玲的溫柔美女突然一抬手，把旁邊的垃圾桶拍成了鐵餅，或者若無其事地把腦袋拆下來修理。你還會認為你正在看一部愛情片嗎？



日本機器人專家Masahiro Mori在七十年代提出了著名的「機器人恐怖谷理論」。根據這個理論，人類對機器人的好感度隨著擬人程度的增加而增加，但是當這種相似達到某個程度的時候，人類的好感會突然下降，形成一個谷狀區間。這種情況在動態機器人身上表現地尤為明顯。心理學家們認為這種排斥反應的原因有多種：可能是某些「非人類特徵」在非常擬人化的實體中顯得特別不協調；或者是處於恐怖谷區間的機器人看上去類似殭屍；或者人類在進化過程中會下意識地排斥某些反映遺傳性疾病的外表畸型。因此，許多機器人商家在設計產品的時候都會參考這個模型，盡量避免落入谷中。然而，隨著人型機器人技術的不斷發展，七十年代的理論是否能用於指導今天的高模擬產品？Mori的理論也受到了不少人的質疑。



儘管對於恐怖谷的理解還有著差異，大部分研究者都認為機器人應該在外表和行為上保持一定的統一性，以避免用戶的反感。也就是說，外表酷似人類的機器人，最好不要有太出格的舉動。而要想讓機器人做一些「超人」的活，則不妨讓它看上去更像一台機器。如果你對此還不能理解的話，不妨想想你在服裝店櫥窗里偶然看到的沒有穿衣服的塑料模特，會不會感覺有點不舒服呢？



最後，請允許我對以次郎為首的宅男們提出一點忠告：既然大家喜歡的智能體外形酷似人類、行為也酷似人類，為什麼不走出門去追追那些真正的女孩呢？別害羞了，對她說出你的愛。

宅男在家呆的大腦都出現問題了，電影是虛幻的，不可能成為現實。