1、智能物流

2017 年春节，一个新闻视频广为流传，画面中是申通公司的物流机器人来回穿梭着传 送货物，忙碌中却井然有序。在电量过低时，这些机器人还能自己找到充电桩，插上电源充个电，之后又继续投奔到传送快递的工作之中。网友们纷纷表示被这些小机器人“萌到了”。

不过也有人担忧，这些机器人可以不知疲倦地工作，人类快递员以后会不会被这些小家伙抢走饭碗呢？虽然存在一定争议，但是由于物流行业是劳动密集型市场，随着人工成本上升，以及对工作效率的要求提升，物流行业对机器人的需求与日俱增，物流机器人产品的技 术也在迅速发展。

在今天我们使用的物流机器人有很多种，它们会或多或少代替人力完成物流中的一些步骤。例如下面我们要讲解的分拣机器人 Fetch & Freight。

● 具有分拣能力的机器人 Fetch & Freight

美国 Fetch Robotics 公司生产的 Fetch 机器人就是一款能够实现这种分拣能力的机器人（见图 1）。它有一双能看到货架上商品的眼睛，还有一条具有 7 个自由度的灵活度不亚于人类手臂的机械臂。

在收到订单之后，Fetch 根据导航快速移到货架前，在货架前提取订单上的商品。同时，在 Fetch 机器人取商品时，它的搭档 Freight 机器人会快速来到身边。Fetch 将商品放进 Freight 的篮子中，Freight 在装满之后或是装完一个订单的商品之后就会自己扛着这个商品去打包处，此时另一台 Freight 就会快速来到 Fetch 身边，接替上一个 Freight 的工作。这种由机器人去货架上取商品的方式可能与我们想象中的物流机器人形象更为接近一些。 

■ 图 1  Fetch 和 Freight

Fetch 只有 1.1 米高，但为了够到较高货架上的东西，它能够“长高”到 1.49 米。再加上 60 厘米长的机械臂，Fetch 能够轻松取到最高层货架上的商品。Fetch 的这种分拣能力使其应用更为广泛，不仅可以在物流行业大显身手，在零售业以及生产线上也有很好的应用。当然，Freight 也能够在其他方面有所应用，例如 Fetch Robotics 公司构想在人们去超市采购时，能够通过手机 App 连接 Freight，在人们购物时，Freight 能够跟随在他们身边；在结账时，Freight 也能先行一步到收银台结账，优化人们的购物体验。

2、智慧农业

提到农业生产，我们的第一反应可能就是“锄禾日当午，汗滴禾下土”这样的诗句，进而联想到农民伯伯在田间辛勤劳作的场面。

而现在，虽然还是可以见到诗句中描述的田间劳作画面，但工业革命带来的成果使得可以进行大规模农业生产的机械化设备成为可能。机械能够帮助农民完成大量的田间工作。

而随着人工智能技术不断发展，人工智能技术在农业上也开始具有了广泛应用。

●智能灌溉系统

在过去，判断一片土地适合种植什么农作物需要丰富的专业知识。而这样的知识只有经验极其丰富的农民或是学习农业生产相关专业的专家才能掌握。

除此之外，对一片土壤的成分进行深入的分析需要进行大量的工作，包括土壤的采样、土样分析以及专家的判断，除了需要涉及大量的专业知识外，还需要耗费较长的时间。

而现在的智能灌溉系统（如图 2 所示），利用探地雷达、EM38DD（电磁土壤传感器）等传感器和人工神经网络的学习能力相结合，就能够对土壤进行分类，从而实现土壤类型的快速分析，作出土地肥力、宜栽作物、经济效益等情况的快速评价。这一分析评价能力将随神经网络训练量的提升而提升。

■ 图 2 智能灌溉系统

更重要的是，科学家可以使用人工神经网络技术预测作物附近的水源情况。

例如，美国的农业专家们利用人工神经网络对美国科罗拉多州阿肯色河流的流量进行预测，从而为这一区域的灌溉规划提供了参考，并且能够在河流造成洪灾之前就采取应急措施，将农民的损失降到最低。

不仅是识别土壤和预测水源，人工智能在农业中的应用也包括识别不同种类的作物种子、完成插秧工作、识别田间杂草并且自动除草、帮助人们采摘、判断作物品质等等。

农业是人类最为古老的生产活动，人工智能虽然只诞生了半个世纪有余，但这项先进的技术已经开始逐渐改变已经存在了几千年的农业生产面貌。

未来的农民们可能不再是我们想象中的面朝黄土背朝天的身影，他们可能不需要像“汗滴禾下土”那样辛勤地耕作，也不再需要“看云识天气”这样凭借丰富经验才能掌握的本领。

在智能机器人和先进算法的帮助下，一个优秀的农民可能是掌握了农业与信息科技的专业人士。

3、机器医生

最早的手术与现代医院的手术场景相差很大。

例如中国的针砭疗法、腹腔穿刺术在 1000 多年前就已应用在临床治疗中。但当时的条件十分简陋，手术后的感染可能会要了患者的性命。

“神医”华佗在使用麻沸散麻醉全身后，病人不用再感受到开膛破肚的痛苦，腹腔和胸腔内更加复杂的手术也得以进行。

随着医疗工具的发展，人们能够完成的手术种类也越来越多，在降低并发症、减轻病人痛苦方面也取得了重大成效。

同样地，人工智能技术在医疗方面的应用也给医学带来了重大的变革。

●达芬奇手术机器人

1999 年，电脑动作公司推出一款手术机器人——宙斯机器人，它除了具有伊索机器人控制内窥镜的机械臂外，还具有 2 个额外的、具有 4 个自由度的机械臂。

医生能够在操作台上操纵这些机械臂，在这个系统的帮助下，医生完成了包括动脉搭桥、输卵管结扎、盆腔淋巴结清扫等众多手术。可以说这款机器人实际上也是我们今天医院中所使用的先进机器人“达芬奇手术机器人”的前身。

直视外科公司（Intuitive Surgical）在收购了宙斯机器人之后，在其基础上进行改进，并于 1999 年推出了第一款达芬奇（Da Vinci）手术机器人。这款机器人和宙斯机器人十分类似，有 3 个机械臂。2000 年 7 月，达芬奇机器人获得 FDA 的批准许可，成为第一台允许临床使用的商业化手术机器人。

2002 年，直视外科公司推出了第二代达芬奇机器人（如图 3 所示），在第一代基础上增加了一个机械臂，能够实现更多功能。随后，该公司又对机械臂的灵活性以及内窥镜的图像进行了优化和升级。这对于医生来说意义重大。

■ 图 3 达芬奇手术机器人

第二代达芬奇手术机器人的升级：

1. 手术机器人的机械臂能够模拟人类的手臂，拥有从肩部、 肘部到手指的灵巧功能，医生们在做微创手术时能够更加得心应手 ；

2. 医生看到的图像也不像原来的二维图像，而是更加清晰的三维图像，且通过计算机的处理，内窥镜看到的图像能够被放大 10 ~15 倍，这甚至比医生用肉眼观察还要清楚，极大地方便医生进行细微操作；

3. 医生操纵机械臂时，能够做到比自己用手操作更为精确，这种机械臂能够按比例缩小动作幅度，例如，在需要精细操作时候，医生的手臂移动 1 厘米，机械臂只移动 5 毫米或是 1 毫米，即使一个医生因为买彩票中了大奖而激动得手部不断颤抖，机器中的算法也能够将这些抖动过滤掉，保障手术的顺利进行。

截至目前，达芬奇手术机器人已经在全球范围内开展了数十万台手术，涉及心胸外科、泌尿外科、妇产科、普外科和头颈外科等领域，给医生和病人都提供了极大的帮助，但它的操作复杂、体型庞大、价格昂贵，还有极高的耗材和保养维修费用，这些因素势必会导致病人要承担高昂的医疗费。

尽管达芬奇手术机器人的各个部件融合了众多人工智能以及工程领域先进的科学成果，但是这台机器仍需要在人类医生的操作下完成。达芬奇手术机器人并不会思考，也不能进行诊断。就像美国国家航空航天局（NASA）常说的那样，“150 磅重的能够通过非技术性劳动大量生产的非直线型机器人中，成本最低的是人类”。

4、自动驾驶

近几年来，自动驾驶技术受到了普通大众的热烈讨论，是一项非常流行的人工智能技术。

自动驾驶汽车与普通汽车相比有哪些差别呢？由于需要由计算机来分析路况以及控制汽车的各项操作，因此自动驾驶汽车需要综合计算机技术、人工智能技术、运动控制技术、通信技术等多个领域的内容，是一个极为复杂的系统。

其主要系统可以分为 4 个部分：环境感知系统、路径规划系统、计算机系统、决策控制系统。篇幅所限，我们在这里仅对这 4 部分进行一些“蜻蜓点水”的介绍。

1. 环境感知系统就像是自动驾驶汽车的眼睛和耳朵，能够帮助自动驾驶汽车收集必要的路面信息。这个系统主要是由多种传感器构成的，如摄像头、雷达（激光雷达、毫米波雷达）、红外传感器等。

2. 路径规划系统主要负责车辆的行驶路径。路径规划实际上也分成两种方式，整体和局部。整体路径规划就是设定出发点和目的地，这和我们手机上的地图导航软件以及现在车辆上的导航系统类似，系统会自动从多条线路中选择路程最短、最快捷或是堵车程度最低的道路行驶，这项技术已非常成熟了。而局部路径规划的技术要求相对较高，它主要负责对车辆行驶过程中躲避障碍、换道时的路径进行规划，因此又叫作“避障规划”。

3. 计算机系统可以说是自动驾驶汽车的核心部分。就像我们的感受器官收集到的信号都会传递到大脑一样，自动驾驶汽车的传感器搜集到的信息也都会传到汽车的这个“大脑”中进行分析处理。

4. 决策控制系统的功能就和人类驾驶员的四肢一样，在“大脑”做出决定后，这一系统将把这些决定付诸实践。对于控制系统来说，开车并不是什么难事，因为开车无非就是三个内容：加速、转向和制动。

自动驾驶汽车虽然有非常优异的性能，但很多国家都尚未允许自动驾驶汽车上路。因此， 自动驾驶汽车面临着一些政策、法律、道德伦理问题。此外，人们对于自动驾驶汽车的信息安全也有担忧。

例如，我们所驾驶的车辆是否会被黑客入侵？尽管现在并没有专门入侵自动驾驶汽车的黑客，但并不能保证在自动驾驶汽车普及后的未来仍没有人心生歹意，就像 30 年前还没有人会去制作手机病毒一样。对于一辆处于自动驾驶状态中的汽车而言，能够入侵自动驾驶系统的黑客或是病毒可能远比路面上的障碍物和来来往往的车辆更为可怕。

对于自动驾驶汽车，我们应当是充满期待的，毕竟谁不想自由出行而无须麻烦别人呢？谁不想在去郊外游玩的路上享受和家人在一起的轻松时间？

我们期盼自动驾驶时代的到来，但同时，我们也希望研发自动驾驶车辆的公司能够在确保车辆安全的情况下，才将这种车辆普及到我们生活的每一个角落。

5、结语

纵观历史，每一次科技进步虽然会伴随着失业潮的出现，但与此同时又催生出了一批新的行业。大家可以问自己，你觉得幼儿园和学校的老师是太多还是不够呢？如果我们把一些基础的工作由机器和人工智能替代的话，可以有更多人进入以人为中心的行业，如教育和医疗。

也许在未来一个班上只有 10 个学生，但是有 10 名老师，可以针对 10 个学生做更加个性化的教育。因此在这一次可能由人工智能引发的物流行业失业潮中，究竟是消极地哀叹人工智能抢走了我们的饭碗，饥寒交迫地度过余生，还是在这场剧变的同时不断提升自己的知识和眼界，抓住这一次转型的机遇，这个决定权掌握在我们自己手中。

就像现在火热的 AI 浪潮，有的人会焦虑担心失业，而有的人却看到了机遇，在我看来，AI 说到底还只是一个工具，如何运用它将人们区分成了三六九等，我相信，我们始终是 AI 的主人，不会被取代！