我們與機器人的光明未來︰建造更美好的世界

引言 機器人賦予我們超能力

我的工作是打造機器人，包括它們的身體和大腦。其他人得知我的職業時，通常會有兩種反應。一部分的人會憂慮，開玩笑提起「天網」，這個虛構的電腦系統在電影《魔鬼終結者》中引發了機器革命，他們會詢問機器人何時接管全世界；另一部分的人則會問，他們的車何時能自動載他們上下班。
我的回答呢？前者永遠不會發生，後者還需要很長的一段時間。然而，目前確實有一場機器人革命正在進行，並且為我們的社會和生活帶來巨變。在這史無前例的時刻，目前有大約三百一十萬臺機器人在工廠中作業，從組裝電腦到包裝產品，再到監測空氣品質，無所不包。我們即將迎來更多激動人心的新機會和新應用。機器人不會搶走我們的工作，反而是讓我們更有能力、更高效、更精確。倘若這場革命能夠獲得恰當且明智的引導，「智慧機器」很可能像鋤犁大幅改善農業時代的人類生活一樣，顯著提升我們未來的生活品質。

實現新世界的願景
我成長於社會主義時期的羅馬尼亞，經常沉浸在法國小說家凡爾納的科幻小說中，幻想乘坐奇異的交通工具，前往遙遠的異境。當時，我們只有兩個電視節目可供選擇：《朱門恩怨》和《太空迷航》。儘管兩部作品都涉及異境文化，但我格外著迷於羅賓森一家的冒險故事、以及那總是拯救他們於危難的強大機器人。
《太空迷航》和凡爾納的小說激發了我的想像力，不久後，我便萌生了關於機器人的幻想。我喜歡和朋友一起打籃球，但我總是當中最矮的一個。多數處於這種情況的孩子，都希望自己能一夕長高。但我卻想像能製造一雙機器球鞋，讓我可以一躍跳過朋友們的頭頂，來一記灌籃。
我小時候，父母非常喜愛登山健行。我們住在環繞外西凡尼亞的喀爾巴阡山脈山麓，此地因小說《德古拉》而聞名。我不記得年少時曾遇過任何不死吸血鬼，但在那些山中長途徒步時，的確經歷了自己的「恐怖」故事。這些山徑對成人來說也許還算輕鬆，但在九歲的我心目中，簡直是令人筋疲力盡的酷刑。當我拚命跟上我大步邁進的物理學家母親和電腦科學家父親時，腦中常浮現科幻小說的解決方案。我想著要建造機器腿或自動人行道，來幫助我毫不費力就跟上他們的步伐。
當時，這些只是一個孩子的夢想，但時至今日，我仍懷帶著機器人的夢想，而且這類機器和增強技術已經觸手可及了。數十年來，我一直致力於打造客製化智慧機器，來協助大眾完成基本和複雜的認知與實體任務，以實現新世界的願景。這樣的科技，在我任職的麻省理工學院電腦科學暨人工智慧實驗室、友人任職的其他大學與研究機構實驗室、以及許多具前瞻思維的企業中，已日益成熟。機器人已能幫助人類探勘凡爾納深深著迷的神祕深邃海洋；協助我們探索火星表面，探查距離地球三千四百萬英里外的行星土壤；智慧機器現在可以修剪草坪、擔任私人健身教練、耕田、擠牛奶等。
雖然還無人開發出能讓我灌籃的機器球鞋，但我們離這個目標也愈來愈近。此外，我也在研發其他運動相關的增強技術，包括內建人工肌肉的穿戴式機器襯衫，來幫助運動員訓練；而我私心想要的，則是更厲害的網球正手拍；若你的需求是改進高爾夫揮桿，我們也能設計出相應的機器人來提供協助。
隨著時光飛逝，我的兒時夢想變得更大膽。當我塞在車陣中時，我會思考自己要如何按下按鈕，就讓車子飛到半空中；有時我會再冒險犯難一些，甚至想像自己棄車，然後製造出一副帶翅膀的外骨骼或機器人裝甲，像我最愛的超級英雄鋼鐵人一樣飛去上班。我不怕承認，我熱愛《鋼鐵人》系列電影，東尼・史塔克和他高科技、AI強化的外骨骼動力服，這麼一個自信迷人且能力超群的角色，徹底體現了機器人技術的巨大潛能。史塔克運用自己的智慧、創意和AI、機器人技術、電子、航空和設計等知識，改造鋼鐵人戰衣，使自己能力大增。他的超能力來自於他的頭腦，而非被神祕的蜘蛛咬傷或宇宙碰撞。在我眼中，鋼鐵人才是終極的超級英雄。
以我們目前的能力和技術，要打造出鋼鐵人戰衣，仍然有很長的路要走，我也不指望人類能在短期內穿著機器人裝甲，四處飛行。然而，這個虛構角色代表了人類未來的可能性——只要我們能有效傾注熱情、智慧和集體資源，就能透過科技，提升人類的能力與生活體驗。
但是，鋼鐵人也提醒了我們潛在的風險，任何個人或團體都不應被單獨賦予重責，將如此強大的技術引入世間。我們必須確保機器人技術能造福最多的人。我期盼有一天，人人都能利用機器人增強技術，成為超級版本的自己。就像手機，曾經只是少數富人的昂貴玩具，而如今，全球數十億人每天都在使用智慧型手機，即時獲取資訊和聯繫他人，提升了生活品質。我深信機器人技術也能沿著這條道路發展。

智慧機器五花八門
我雖是夢想家，但並非不切實際的烏托邦主義者。多年來，我一直密切參與研發工作，試圖將漫畫書或白日幻想的機器，化為現實生活的一部分。我深知其中的局限、風險、危險和潛力；即便如此，我依然難以壓抑內心的熱情和興奮，因為我親眼見證了未來正逐漸成形。我建造了能夠爬行、行走、跳躍、駕駛、治療、游泳、清潔、變形、思考、甚至飛行的智慧機器；對機器人的運作原理瞭若指掌，也十分清楚機器人技術今天、明天和未來幾年的能力與限制。
多數人聽到「機器人」一詞時，會聯想到金屬製的人形機器人，但智慧機器的形式五花八門，製造的材料也不盡相同。我們目前已建造出軟性機器人、微型機器人和變形機器人，研究人員也在利用生物細胞設計機器人。此外，從機器蜜蜂到機器家具，幾乎任何自然環境中的物體、或建築物裡外，都能變成機器人。當刺眼的陽光讓我的學生難以看清電腦螢幕時，我們設計並製造了一款隨日光移動的機器窗簾。
我希望這本書能帶領你，以機器人學家的視角看待世界，發掘大大小小問題中的創意解決方案；同時，我也希望在展望未來之時，能提供平衡的觀點，誠實評估這個領域的現狀，檢視目前的技術發展與不足之處，分析我們需要克服的挑戰、可充分把握的機會，還要考量我們在推動機器人技術時的社會責任。
我是樂觀主義者，但是這種樂觀也伴隨著巨大責任。機器人技術是強大的工具，我們必須謹慎思考其應用的後果，確保機器人與AI能造福公眾利益，讓所有人都有機會受惠於科技帶來的未來。這需要我們深入思考潛在議題，為各種可能性做好規劃，建立解決方案，避免造成任何傷痛或損害。

結合科技與人性的優勢
首先，容我先澄清一個常見的誤解。不論你在電影或在網際網路看到什麼關於AI的內容，機器人目前都尚未奇蹟似的變成全能、獨立的實體，也不是科幻小說常暗示的那種可怕的邪惡力量，最終勢必走上反叛人類創造者一途。
機器人只是工具，正如鐵鎚一樣，本身並無好壞之分。各位不妨將這新一代的非凡機器視為非常先進的鐵鎚，其影響與價值取決於我們選擇如何使用它們。而我們有能力做出明智的選擇，讓這些工具用於改善世界或達成有意義的目標。例如，我們可與機器人合作，開發更好的藥物、讓交通更安全高效、將高危險或困難的工作交給機器人、即時翻譯對話、甚至賦予自己超能力。
沒錯，就是超能力。我是一位十分自豪的「機器人之母」，這個領域過去十年取得的成就令人驚嘆，但我們在未來二十年即將達成的成果更令人期待。的確，我們才剛剛起步，近期AI領域的突破只是開端，機器人比起人類依舊十分原始。但研究這些技術，讓我更加讚嘆人類身體與心靈的神奇，無論是歌劇家高亢的歌聲、芭蕾舞者優雅且宛若無重力的舞姿、詩人充滿力量且無比優美的詩歌，或科學家用簡單變項呈現自然律的優雅公式，這些精妙的創作和成就無法由機器取代，這些「壯舉」仍將源於人類本身的創造力與智慧。事實上，研究AI和機器人技術，讓我更深入理解人類物種驚人的認知能力、想像力和創造力，更遑論人體的力量與能力了。
我們在人機之間的較量中，仍有許多方面遠勝機器人。然而智慧機器確實在部分領域超越了我們。智慧機器憑藉著強大的晶片，能以人類無法企及的速度，飛快處理和分析難以想像的龐大數據；機器人能以無比的精準度，重複執行特定任務。
不過，即便是最先進的機器智能，依然缺乏智慧、知識和理解力。它們無法良好應對不確定性或未預見的變化；它們可以模仿藝術，但遠不及藝術家那般富有創造力。智慧機器也許能製作出類似畢卡索的作品，但不會有「畢卡索機器人」，也沒有機器人能像立體派藝術家一樣，汲取社會上的流行思想，創造出全新具突破性的藝術表達風格。AI寫作程式或許能產出幾句或幾段看似合理的文字，甚至與真人創作幾可亂真，但是它無法創作出洞察人心、探究人類境況的偉大經典作品，不會有AI版的莎士比亞或托爾斯泰。機器人擁有卓越的能力，但在諸多領域仍存在不足，它們缺乏與生俱來的內在動力與情感。簡而言之，機器人少了「人性」。
我們時常製造出人類與機器人（或人性與科技）之間的緊張關係，但實際上我們應該做的，是花更多心思，去思考如何結合兩者，發揮各自的優勢。人類主導著這項科技的設計和應用，機器人和AI的未來發展皆由我們決定，當我們聚焦於結合機器人與人類的優勢時，或說當科技與人性能夠相輔相成時，成果也許會十分驚人。
數年前，研究人員進行了一項實驗，讓訓練有素的人類和客製化智慧機器，分別研究淋巴結細胞影像，以判定哪些細胞是癌細胞，哪些不是。智慧機器的錯誤率是7.5%，人類的錯誤率為3.5%。所以，人類依舊打敗了智慧機器。但更令人興奮的是：當人類與智慧機器合作時，在智慧機器的輔助下，錯誤率可降低到0.5%，這意味著診斷準確度提高了80%。試想未來每一位醫療專業人員都能使用這類解決方案，即使在偏鄉小診所工作的醫護人員也不例外。再認真的醫師也不可能有足夠的時間，逐一研讀各項新研究和臨床試驗，但若他們能搭配這些智慧系統來診斷，將能為病人提供最先進的診療方案。
類似的機器人和AI技術進展，幾乎可以應用於所有專業領域。我的目標是幫助各位瞭解人類與智慧機器之間的根本差異，並幫助您理解我們如何及為何與機器人密切合作——我們的目的就是結合科技與人性的優勢，來為人類服務，為全人類打造更美好且令人期待的未來。

聚焦於三項科技
我將在本書中，聚焦於三項彼此息息相關的科技。第一項是機器人學，也就是機器人技術，主要透過賦予運算系統實際可移動的主體，使它能在實體世界中移動和操作，例如，想像你的智慧型手機裝上了輪子、翅膀、甚至是一隻機械手臂。
第二項科技是AI，它能賦予機器在非常特定專門的領域裡，進行推理和決策的能力。例如，下棋就是所謂「狹義AI」（又稱為弱AI）的一例，狹義AI也是目前主導全球的AI形式。至於電影中那種能引導強大機器人的「通用AI」（又稱為強AI），目前仍只是一個模糊且遙遠的可能性罷了。換言之，棋藝媲美大師級棋手的任務式AI系統，無法駕車穿越十字路口，也幫不了機器人挑選檯面上的咖啡杯。
第三項科技是機器學習，這項科技貫穿了機器人學和AI，主要用於分析大數據，找出模式，根據一定程度的可信度，進行預測或得出結論。這正是為何機器學習系統的程式能夠掃描全球數百萬張樹木的影像，然後辨識出它從未見過的樹木。用前述的淋巴結細胞影像判讀為例，機器學習系統負責辨識影像的模式，並與先前淋巴結癌細胞影像的模式比對。模式相符並不代表病人罹癌，但能夠促使醫師更深入檢視掃描結果，減少誤診機率。
機器學習和AI常遭混淆。AI已然成為商業和市場行銷的流行語彙，但你可以將機器學習視為模式辨識系統，負責支援AI，幫助AI系統執行更高階的決策和推論。不過，兩者共同的缺陷在於它們無法真正理解癌症或樹木的實質意義。
本書將幫助您建立對上述科技領域的基本理解，並概述機器人的能力與限制、應用時的宜與不宜；以及隨著社會與智慧機器的發展日益緊密，我們該如何行動，才能確保這些科技對人類產生正面影響。希望藉由本書，能讓您更深入瞭解這些科技的實際運作原理，以及它們將如何改善人類生活。
最後，我也期望本書能啟發您展開自己的夢想，想像人性與科技結合的未來願景，並思索什麼樣的機器人和智慧系統能造福您及全體人類。

協助人類超越生理限制
我兒時最愛的一則故事，就是伊卡洛斯的神話。這位偉大的發明家設計出一雙翅膀，克服將我們束縛於地球的永恆重力，而翱翔天際。伊卡洛斯的方法也非常巧妙，用蠟製作翅膀；雖然我不喜歡最後翅膀融化的結局，但故事其餘部分都非常鼓舞人心。
年幼時，我便開始想像人類如何能超越生理限制，做到身體無法做到的事。後來，我渴望像蜘蛛人一樣攀爬大樓，像鋼鐵人一樣飛行，像《X戰警》的魔形女一樣變形，像《驚奇四超人》的隱形女一樣隱形，或擁有超人般的力量。這些超能力似乎總是存在於故事書中，我們渴望擁有、但無法實現。
然而現在，機器人和運算技術也許會讓我們更接近這些超凡能力，機器人能獨立移動並完成任務，為我們節省時間。我們能運用機器人，來增強自身的感知、觸及範圍、精確度、力量、以及處理和回應大數據的能力。機器人還能賦予我們過去看似不可能的全新能力。這些能力看似神奇，但都是來自數學模型、演算法、精巧設計、新材料和電機元件的創新應用。
機器人確實能賦予我們超能力。
讓我們從這裡開始吧。

引言 機器人賦予我們超能力

我的工作是打造機器人，包括它們的身體和大腦。其他人得知我的職業時，通常會有兩種反應。一部分的人會憂慮，開玩笑提起「天網」，這個虛構的電腦系統在電影《魔鬼終結者》中引發了機器革命，他們會詢問機器人何時接管全世界；另一部分的人則會問，他們的車何時能自動載他們上下班。
我的回答呢？前者永遠不會發生，後者還需要很長的一段時間。然而，目前確實有一場機器人革命正在進行，並且為我們的社會和生活帶來巨變。在這史無前例的時刻，目前有大約三百一十萬臺機器人在工廠中作業，從組裝電腦到包裝產品...

推薦序　機器之芯，亦是人之心 林百里
引　言　機器人賦予我們超能力

第一部　夢想
第1章　心有餘，力也足
第2章　超越感官極限
第3章　一寸光陰一寸金
第4章　克服重力
第5章　機器人的魔法
第6章　化隱為顯
第7章　精準執行

第二部　現實
第8章　如何建造機器人？
第9章　機器人的大腦
第10章　靈巧操作
第11章　機器人如何學習
　　　　機器人相關技術概覽
第12章　科技專家的待辦事項清單

第三部　責任
第13章　可能的未來
第14章　可能發生的問題？
第15章　未來工作
第16章　運算教育
第17章　前行的巨大挑戰
結語　機器人之夢

誌謝
參考資料

推薦序　機器之芯，亦是人之心 林百里
引　言　機器人賦予我們超能力

第一部　夢想
第1章　心有餘，力也足
第2章　超越感官極限
第3章　一寸光陰一寸金
第4章　克服重力
第5章　機器人的魔法
第6章　化隱為顯
第7章　精準執行

第二部　現實
第8章　如何建造機器人？
第9章　機器人的大腦
第10章　靈巧操作
第11章　機器人如何學習
　　　　機器人相關技術概覽
第12章　科技專家的待辦事項清單

第三部　責任
第13章　可能的未來
第14章　可能發生的問題？
第15章　未來工作
第16章　運算教育
第17章　前行的巨大挑戰
結語　機器人之夢
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