人類存在的意義到底是什么？這是亙古以來很多人所追尋的答案，或許宗教給了我們答案，或許我們永遠(yuǎn)不可能得到最終的答案。 機(jī)器與生命之間的重疊在一年年增加，這種仿生學(xué)上的融合也體現(xiàn)在詞語上。 “機(jī)械”與“生命”這兩個詞的含義也在不斷延展，直到有一天，所有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的東西都會被看作是機(jī)器，所有能夠自我維持的機(jī)器都會被看作是生命。 除了語義的變化，還有兩種具體的趨勢正在發(fā)生： （1）人造物表現(xiàn)的越來越像生命體； （2）生命變得越來越工程化。 當(dāng)下發(fā)展迅速的“機(jī)器深度學(xué)習(xí)”和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)令機(jī)器未來的發(fā)展有可能使我們滿懷敬畏：當(dāng)那些由人類制造出來的機(jī)器具備了學(xué)習(xí)、適應(yīng)、自我治愈、自我復(fù)制、甚至是進(jìn)化的能力。這是一種我們還很難想象的能力，未來并不遙遠(yuǎn)。 來自牛津大學(xué)人類未來研究所的Katja Grace及其研究小組以《人工智能何時超越人類》為題，發(fā)布了一篇研究報告，該報告涵蓋：人工智能在未來將具備的技能、實(shí)際應(yīng)用，將在哪些領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)人類工作的自動化，以及人工智能帶來的社會與倫理影響等問題。 據(jù)研究小組介紹，該項(xiàng)研究在人工智能領(lǐng)域是一個具有更大樣本，更具代表性的研究。該項(xiàng)研究調(diào)查了全球1634名機(jī)器學(xué)習(xí)與人工智能領(lǐng)域的相關(guān)專家（這些專家均在機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的兩大頂級會議：2015國際機(jī)器學(xué)習(xí)大會與2015神經(jīng)信息處理系統(tǒng)大會上發(fā)布過論文），并收到352份回復(fù)。 對于人工智能將在哪些領(lǐng)域具備哪些技能，甚至何時超越人類，研究小組得出了以下數(shù)據(jù)： 翻譯語言 2024年； 撰寫高中論文 2026年； 駕駛卡車 2027年； 在零售業(yè)工作 2031年； 寫一本暢銷書 2049年； 成為一名外科醫(yī)生 2053年； 專家們相信：在45年內(nèi)，人工智能在各領(lǐng)域中有50%的機(jī)會超越人類，在120年內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)所有人類工作的自動化。 有趣的是，不同地區(qū)的專家對人工智能將在何時超越人類，有著較為顯著的差異。例如：亞洲地區(qū)的受訪專家較北美地區(qū)專家更相信這一時間會更早到來。 預(yù)測的重要性在很多時候并不在于其是否準(zhǔn)確，而是為我們提供了關(guān)于未來的想象力，以及為之付出行動的動力。 不管這些預(yù)測是否準(zhǔn)確，人工智能無疑已經(jīng)掀起人類有史以來最大幅度的科技變革。醫(yī)療、金融、教育、制造、能源、零售……任何行業(yè)都必須擁抱這一變革。 在未來的許多年以后，機(jī)器或許也會出現(xiàn)這種疑惑：機(jī)器存在的意義到底是什么？ IBM有一臺黑色素瘤分析儀器，這是一種與皮膚癌相關(guān)的技術(shù)。皮膚癌是一種常見的疾病，每年它在全世界可能會影響到200萬人，而黑色素瘤是皮膚癌中比較可怕的一種，是皮膚癌致死的主要癌癥之一。 所以，一旦患者有了皮膚病變，就會非常擔(dān)心是不是皮膚癌，甚至擔(dān)心是黑色素瘤。皮膚病專家需要對病癥做出相應(yīng)的分析才能確定是什么病，然而現(xiàn)在的技術(shù)對這種病癥的確定性并不高。目前最好的臨床學(xué)家也只有75%～84%的準(zhǔn)確率，他們使用的是一種被稱為“皮膚鏡”的透鏡，這種設(shè)備可以用來觀察病變。 IBM在研究的是一種可以通過訓(xùn)練機(jī)器觀察圖片，從而幫助醫(yī)生對于病理問題做出正確決策的技術(shù)。 機(jī)器經(jīng)過訓(xùn)練，正在學(xué)習(xí)可以幫助他區(qū)分各種圖片的方法，有趣的是，這種方法和人類眼睛看到的不一樣。IBM在這個項(xiàng)目里發(fā)現(xiàn)，機(jī)器學(xué)習(xí)這種方法可以比醫(yī)生用肉眼效率更高，機(jī)器使用它學(xué)到的方法，在識別黑色素瘤方面精確度超過85%。 從地球上第一個長出眼睛的生物——三葉蟲算起，到今天，人類視覺的進(jìn)化經(jīng)歷了5億4000完年的漫長歷程。人類能獲得今天的視覺能力，是大自然長期訓(xùn)練的結(jié)果。大自然還將我們的大腦訓(xùn)練成最聰明的經(jīng)濟(jì)學(xué)家，知道如何高效的利用空間和能源。我們大腦皮層的1/3是視覺皮層，這意味著，視覺是一個對生存來講最重要的感知系統(tǒng)，同時它也是最難的。 什么是視覺，難道就是眼睛么？ 眼睛僅僅是窗口，主機(jī)其實(shí)是我們的大腦。視覺是人類獲取信息最重要的渠道，我們的眼睛好比是相機(jī)鏡頭，用來采集圖像，而負(fù)責(zé)識別和理解的則是我們的大腦。 我們眼球轉(zhuǎn)動一次的平均時間大約是200毫秒，如果把每一次轉(zhuǎn)動比作按下一次相機(jī)快門的話，一個兩三歲大的孩子已經(jīng)看過了上億張現(xiàn)實(shí)世界的圖片——這是一個海量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。 機(jī)器能做到這一點(diǎn)，就要靠不可思議的傳感器。 傳感器是一種物理裝置或生物器官，能夠探測、感受外界的信號、物理?xiàng)l件（如光、熱、濕度）或化學(xué)組成（如煙霧），并將探知的信息傳遞給其他裝置或器官。 國家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對傳感器下的定義是：“能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。這里所說的“可用輸出信號”是指便于加工處理、便于傳輸利用的信號。 現(xiàn)在電信號是最易于處理和便于傳輸?shù)男盘?。傳感器能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。 根據(jù)主要功能常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬： 光敏傳感器——視覺 聲敏傳感器——聽覺 氣敏傳感器——嗅覺 化學(xué)傳感器——味覺 壓敏、溫敏、 傳感器、流體傳感器——觸覺 敏感元件的分類： 物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)。 化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理。 生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。 通常據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。 以大家最為熟悉的一個智能硬件產(chǎn)品——智能手表——為例，我們看這個尋常的小玩意兒通常會使用哪些傳感器？ 1、加速度傳感器 加速度傳感器是運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備普遍具備的基本傳感器，通常被用來記錄行進(jìn)步數(shù)。通過測量方向和加速度力量，加速度計(jì)能夠判斷設(shè)備處于水平或是垂直位置，來判斷設(shè)備是否移動，從而達(dá)到計(jì)步操作。 加速度傳感器似乎已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)配，而iWatch將使用加速度傳感器測量身體運(yùn)動，并且可以記錄用戶步數(shù)以及睡眠習(xí)慣。 2、全球定位系統(tǒng)（GPS） 北斗GPS雙模模塊 GPS雖然已經(jīng)是非常普及的技術(shù)，通過使用29顆地球總軌道衛(wèi)星中的四顆進(jìn)行定位，便能夠獲得誤差較小的精確位置。不過，由于耗電量偏大，所以尚未在運(yùn)動手環(huán)中普及，只有一些定位專業(yè)運(yùn)動監(jiān)測的運(yùn)動手表才具備GPS芯片，用于記錄用戶的地理位置、跑步路線等等。 3、光學(xué)心率監(jiān)測器 光學(xué)心率傳感器是目前運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備逐漸流行的配置，使用LED發(fā)光照射皮膚、血液吸收光線產(chǎn)生的波動來判斷心率水平，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的運(yùn)動水平分析。 不過，目前對于光學(xué)心率傳感器的準(zhǔn)確性也存在較大爭議，因?yàn)槊糠N設(shè)備都會添加一些膚色彌補(bǔ)技術(shù)，來適應(yīng)更廣泛的人群，所以不同設(shè)備的差異也較大。 4、皮電反應(yīng)傳感器 皮電反應(yīng)傳感器是一種更高級的生物傳感器，通常配備在一些可以監(jiān)測汗水水平的設(shè)備上。簡單來說，人類的皮膚是一種導(dǎo)電體，當(dāng)我們開始出汗，皮電反應(yīng)傳感器便可以檢測出汗水率，配合加速度計(jì)及先進(jìn)的軟件算法，有利于更準(zhǔn)確地監(jiān)測用戶的運(yùn)動水平。 5、環(huán)境光及紫外線傳感器 環(huán)境光傳感器模擬人類眼鏡對光線的敏感度，可以根據(jù)周圍光線的明暗來判斷時間，并有效節(jié)省運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備的電力消耗。而紫外線傳感器則可監(jiān)測到光線中的紫外線指數(shù)，實(shí)現(xiàn)防曬提醒操作。 6、生物電阻抗傳感器 下面四顆金屬質(zhì)感的方形小顆粒 更先進(jìn)的生物電阻抗傳感器，可通過生物肌體自身阻抗來實(shí)現(xiàn)血液流動監(jiān)測，并轉(zhuǎn)化為具體的心率、呼吸率及皮電反應(yīng)指數(shù)，是一種更先進(jìn)的綜合生物傳感器，準(zhǔn)確性也相對更高。 我們知道，人體就像是一個連接了各種導(dǎo)電材料和電器的導(dǎo)電體，各個電器的耗電量、各個通路的導(dǎo)電性能不同，所形成的電阻抗及其他電信號指標(biāo)也不同。 人體的電阻抗特性主要表現(xiàn)在以下幾個方面： ① 不同生物組織間存在較大的阻抗差異。例如，腦脊髓液的阻抗可以比骨組織低250倍。同樣是軟組織，它們之間的電阻率最大值與最小值之比，也可達(dá)到35:1。 ② 同一生物組織在不同的生理狀態(tài)下阻抗不同。例如，黨組織溫度升高或者降低1℃時，阻抗值會有2%左右的變化，組織內(nèi)血液的流動、體液的充盈與否、心臟的周期性活動、器官體積的變化、呼吸過程，都會引起電阻抗值的周期性變化。 ③ 生物組織發(fā)生病變時與正常時的阻抗相比變化十分顯著。例如，腦腫瘤異變組織的電阻抗可以比正常組織高出13倍。肌肉萎縮時的阻抗值約為正常組織的2倍。腦出血異變組織的電阻抗僅為正常組織的1/4。 ④ 生物組織的阻抗特性與頻率和方向有關(guān)。不同頻率下的阻抗特性各異；某些生物組織沿不同方向測量時，阻抗值也不相同。 因此，通過測量人體各體區(qū)、各器官組織在一定電頻、一定方向下的電阻抗，經(jīng)過拓?fù)浞治?、交叉分析等手段，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，與數(shù)據(jù)庫比對，判斷健康風(fēng)險，不光在技術(shù)上可行，而且先進(jìn)。 7、陀螺儀： 普通陀螺儀 & 電子陀螺儀 這又是一款不可缺少的組件，可以偵測轉(zhuǎn)動。陀螺儀獲得的數(shù)據(jù)可以與鍛煉邏輯算法相互協(xié)作。此外，陀螺儀還能讓iWatch“感知”用戶，比如舉起手腕準(zhǔn)備看表時。屏幕自動亮起。 8、磁力計(jì)：磁力計(jì)其實(shí)就是指南針，可以用來提升運(yùn)動追蹤的準(zhǔn)確性。 9、晴雨表/氣壓傳感器：這款傳感器不僅僅可以向用戶提供更準(zhǔn)確的天氣數(shù)據(jù)。氣壓計(jì)還可感知海拔高度的變化，對于跑步愛好者和登山愛好者來說，海拔高度數(shù)據(jù)非常重要。 10、環(huán)境溫度傳感器：這款傳感器可以用來提供更準(zhǔn)確的生物數(shù)據(jù)。比如環(huán)境溫度傳感器可以與用戶皮膚體溫對比，確定最適宜的運(yùn)動強(qiáng)度。
未來，或許會有更多的傳感器被塞入這些身材小巧的設(shè)備里面。 現(xiàn)在的傳感器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一個比較高的水平了，借助傳感器，機(jī)器可能完成更多人類不可能完成的工作。 機(jī)器人的發(fā)展究竟到了什么地步？這或許是很多朋友更為關(guān)心的話題。 一張紙，你能對它產(chǎn)生怎樣的想象？坐落在美國馬薩諸塞州劍橋市的麻省理工學(xué)院里，有一張很小的“紙片”，這張“紙片”一旦受熱后，就會變成一個巧妙的3D機(jī)器兒，短短幾秒中之內(nèi)就能從平面變成酷似蜘蛛的外形，并以高達(dá)4cm/s高速移動。在完成任務(wù)后，它還能在丙酮溶液中溶解，只剩下一塊磁鐵。實(shí)驗(yàn)室主任丹妮拉’魯斯說，這個小家伙可以跑得很快，甚至能夠推東西。
這可不是普通的“紙片”，微型“折紙”機(jī)器人是由一塊磁鐵和激光切割過的聚苯乙烯、紙以及PVC（聚氯乙烯）構(gòu)成的。它體重只有0.31g，長1.71cm。當(dāng)研究者對部分元件進(jìn)行加熱后，PVC會進(jìn)行收縮，從而使結(jié)構(gòu)層發(fā)生斷裂，從而產(chǎn)生褶皺。 【視頻】微型“折紙”機(jī)器人 更為神奇的是，這張“小紙片”是多層結(jié)構(gòu)的，甚至可以添加一層藥物層，折疊成能塞進(jìn)膠囊的大小，吞入人體后就可以在人體內(nèi)跑來跑去，通過核磁共振成像技術(shù)控制它在人體內(nèi)的位置，從而把藥物精準(zhǔn)送到相應(yīng)的位置。甚至可以把小孩誤吞的各種東西從其體內(nèi)取出，速度極快。 這看似不可思議，但是很多“智能機(jī)器人”已經(jīng)在服務(wù)我們的生產(chǎn)與生活。 |
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