导言

我的工作是研制机器人，包括其身体和大脑。当我向人们介绍自己的工作时，通常会引发两种反应。有些人惴惴不安，开起“天网”的玩笑（“天网”是电影《终结者》中虚构的计算机系统，它引发了机器革命），他们想知道机器人何时接管世界。另一些人则询问自动驾驶汽车何时能送他们上班。

对于第一类人的问题，我的回答是“永远不会”；对于第二类人的问题，我的回答是“指日可待”。一场机器人革命正在进行，给我们的社会和生活带来了翻天覆地的变化。目前，在工厂里工作的机器人达310万个，创历史新高。机器人的工作包罗万象，比如组装电脑、包装货物和监测空气质量等。更多奇思妙想有待转化为应用，我们正处在这一过渡期。机器人不会抢走我们的工作，反而会增强我们的能力、提高我们的工作效率和精确性。如果这场革命得到正确、明智的引导，智能机器就有可能像犁一样，大幅提高人类的生活质量。

我成长于罗马尼亚，爱读儒勒·凡尔纳的小说，经常想象自己乘坐神奇的交通工具去往遥远的地方。那个年代，我们只有《朱门恩怨》和《迷失太空》这两部电视剧可看。《迷失太空》的剧情主要涉及外星人文化，我却被罗宾逊一家的旅行及其强大的机器人吸引住了，机器人的使命是拯救一家人于危难之中。《迷失太空》和凡尔纳的小说激发了我的想象力，我很快沉迷于机器人之梦。我喜欢和朋友一起打篮球，但球队中数我最矮。面对这种尴尬的处境，大多数孩子都希望自己一夜之间长高，我却想象着制造一双机器人鞋，让我可以一跃而起，来一记扣篮，跳得比他们的个头还高。我们住在喀尔巴阡山的山脚，山谷环绕着特兰西瓦尼亚，此地因小说《德古拉》而闻名。我不记得小时候是否遇到过不死的吸血鬼，在山路上长途跋涉的恐惧却刻骨铭心。徒步可能并没有那么艰难，但对9岁的我来说绝对是一种惩罚。我的母亲是物理学家，父亲是计算机科学家。徒步时，我很难跟上他们，于是就想象自己能像科幻小说中描绘的那样，有一双机械腿，或者大地能在我脚下移动，这样我就可以毫不费力地跟上他们大步流星的步伐。

儿时的机器人之梦仍是我现在追逐的目标。如今，这类机器及其增强功能的实现已触手可及。未来，定制机器可以帮助人们完成从基本到复杂的认知任务和体力工作。几十年来，我一直在为实现这个愿景奠定基础，未来在一些组织中悄然而至，包括我的实验室（我是麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的负责人）、其他大学和机构中我朋友的实验室，以及许多高瞻远瞩的公司。机器人能让我们潜入令凡尔纳着迷的神秘深海去探险，帮助我们探索火星表面，筛选3 400万英里[1]外行星上的土壤。智能机器可以代我们修剪草坪、担任我们的私人教练、耕地、挤牛奶。尽管还没有人研制出能让我扣篮的机器人鞋，但这个目标已经越来越近了。我还在研究与运动相关的其他增强功能，包括嵌入人造肌肉的可穿戴机器人运动衫，它能提高运动员的训练水平。我想打出更漂亮的网球正手击球，但如果你的目标是精进高尔夫球技术，我们也可以设计出机器人帮你实现。

我儿时的梦想随着我的成长变得更大胆。堵车时我会思考：要怎么设计才能按下按钮让汽车升空。在更大胆的想象中，我干脆弃车而去，穿着带翅膀的外骨骼或机器人服，像我最喜欢的超级英雄钢铁侠一样飞着去上班。我可不怕承认自己是电影《钢铁侠》的粉丝。通过这个傲慢、迷人、具有超能力的独特角色，托尼·史塔克及其技术密集的、人工智能增强型外骨骼将机器人技术的巨大潜力体现得淋漓尽致。他利用自己的智慧和创造力，特别是人工智能、机器人学、电子学、航空学和设计艺术的知识，来变换形态。他的力量源于自己的大脑，而非某种神奇的蜘蛛咬伤或宇宙碰撞。在我心中，钢铁侠是最厉害的超级英雄。

要研制出钢铁侠的战甲，我们的能力还远远不够。我不会痴心妄想，不久的将来有人会穿上它风驰电掣般移动。但这个虚构人物展现了一种可能性——如果我们能有效利用热情、智慧和集体资源，通过技术手段增强人类的能力，丰富人类的体验，未来会变成什么样子。钢铁侠也揭示出其中的风险，他提醒人们：机器人技术非常强大，其研发责任不应赋予任何个人或团体。我们要确保机器人造福芸芸众生。我期待有一天，人人都能利用机器人的增强功能成为超级自我。手机曾是少数富人的专属奢侈品，现在，数十亿人每天都在用智能手机获取即时信息、与他人即时沟通，人们的生活质量因此得以提高。我相信机器人的发展也将遵循同样的轨迹。

我虽然是一个梦想家，但也会全身心地投入日常研发工作，将漫画书和白日梦里的机器人带入大众的生活。与所有人一样，我了解机器人的局限、风险、危险和潜力，但我难以抑制追逐梦想的热情与兴奋，因为我目睹了未来的形成过程。我建造的智能机器可以爬行、走路、跳跃、开车、治疗、游泳、清洁、变形、思考和飞行。我了解机器人的工作原理，知道它们今天、明天和未来几年能做什么、不能做什么。

听到“机器人”一词，大多数人会想到金属材质的人形机器人，但智能机器的种类繁多，制造材料也不一而足。我们制造了软体机器人、微型机器人和变形机器人。研究人员正在利用生物细胞设计机器人。从蜜蜂机器人到家具机器人，我们可以将建筑和自然环境中几乎所有的东西都变成机器人。几年前，我的学生因阳光太耀眼无法看清计算机屏幕，我们就设计制造了一个随太阳移动的百叶窗机器人。我希望本书能帮助你像机器人专家一样看待世界，发现类似的机会，创造性地解决大大小小的问题。我的目标是在我的愿景与对该领域现状的客观评估之间保持平衡，研究技术的不足之处及原因所在，研究需要克服哪些挑战才能充分利用各种机会，以及在此征程中我们应承担的社会责任。我是一个乐观主义者，但乐观的同时也肩负着很多责任。这是一项影响深远的工作，所有人都必须考虑实现这些技术的后果。我们必须确保机器人和人工智能为更崇高的利益服务，让所有人都有机会从技术支持的未来中获益，因而要深入思考各种隐患，未雨绸缪，为避免伤害或损害制订解决方案。

首先，我要澄清一个常见的误解。尽管你通过电影或互联网了解到一些有关人工智能的信息，但机器人并没有变成神奇、全能的独立实体。在科幻小说中，智能机器常被暗示为令人恐惧的邪恶力量，总有一天会反抗创造它的人类，但事实并非如此。

机器人是工具，本质上并无好坏之分。锤子也没有好坏之分。我们可以将新一代非凡的机器视为高级锤子，其影响和价值取决于我们的利用方式。我们可以选择做一些了不起的事情。比如：与机器人合作研制更有效的药物；进一步提高交通的安全性和效率；将那些对人类来说过于危险或困难的任务交给它们；让机器人进行同声传译，甚至让它们赋予我们超能力。

是的，机器人可以赋予我们超能力。我是一位非常自豪的机器人研发者。过去10年，机器人领域取得的成就令人叹为观止，但未来20年的征程会更加激动人心。确实，我们只是刚刚起步。人工智能近几年的突破性进展仅仅是一个开始。与人类相比，机器人仍然很落后，研究这些技术只会让我更敬佩人类智力和身体的奇迹。歌剧演员高昂的歌声，芭蕾舞演员轻盈的舞姿，荡气回肠的诗歌散发的无与伦比的美，以及将自然法则简化为几个相互关联的变量的简洁之美——如此伟大的成就仍将由人类创造。研究人工智能和机器人让我对人类非凡的认知力、想象力和创造力，尤其是身体能力有了更深的了解。在很多事情上，我们做得都比机器人好，但在某些领域智能机器超越了人类。凭借强大的芯片，机器能以人类望尘莫及的速度查找和处理海量数据，以极高的精确度重复执行特定任务，但即使是最先进的机器智能也缺乏智慧、知识和理解力，无法灵活应对不确定性或不可预测的变化。它们可以模仿艺术，但创造力远不及艺术家。机器创造的绘画作品或许很像毕加索的作品，但未来不会出现毕加索机器人，也不会出现引导社会风潮的机器人，产生诸如立体画派这类新的、开创性的表达风格。目前，人工智能驱动的写作程序可以生成看似可靠的文本，这些文本甚至与人类的作品不分伯仲，但写作程序无法洞悉神秘的人类状态，创造出伟大的传世之作。未来不会出现人工智能莎士比亚或托尔斯泰。机器人的能力超凡，但在许多领域都不达标，它们缺乏内在的、与生俱来的人文关怀意愿。简言之，它们是没有心的。

我们经常制造人类与机器人、心与芯片之间的紧张关系，其实我们应该着重思考如何与机器人合作，充分发挥各自的优势。人类主导着这项技术的设计与应用。机器人和人工智能将产生怎样的影响取决于我们。当我们专注于融合机器人与人类的优势，或者人与芯片的协作时，结果可能会出乎意料。几年前，研究人员进行了一项实验，让受过训练的人与定制机器一起研究淋巴结细胞图像，确定哪些是癌，哪些不是癌。[2]结果，机器的错误率为7.5%，人的错误率为3.5%。人类的智能仍高于机器。但更令人欣喜的是：人在机器的协助下工作时，错误率降至0.5%，这意味着诊断的准确性提高了80%。

想象一下，未来每位医务工作者——包括农村小诊所的医生——都可以获得这类解决方案，结果会怎样。忙碌的医生没有时间查看每项新研究和临床试验，但与机器人协同工作，医生就能为患者提供最先进的诊疗方案。类似的机器人及人工智能增强技术可以应用于几乎所有的专业领域。我的目标是帮助你了解人类和智能机器之间的本质区别，了解如何与机器人密切合作，以及为何要与之密切合作，将人机结合的优势引导到大众福祉上，为全人类创造更美好、更令人振奋的未来。

我重点介绍的技术来自三个相互关联的领域。第一个领域是机器人学，它通过为计算系统提供物理的、可移动的“身体”来执行指令。想象一下，你的智能手机有轮子、翅膀甚至有一只手会怎样。第二个领域是人工智能，它在非常具体的专业领域赋予机器推理和决策的能力。例如，国际象棋比赛就是我们所说的“弱人工智能”的例子，该形式在目前占主导地位。通用人工智能，也就是电影中的全能机器人，仍是一种遥远的可能性。例如，像国际象棋大师一样下棋的任务导向的人工智能无法驾车通过十字路口，也无法帮助机器人挑选厨房工作台上的咖啡杯。

第三个领域是机器学习，它涉及机器人学和人工智能，研究大量数据存储，寻找模式，以一定的置信度做出预测或得出结论。通过机器学习，程序能扫描数百万张树的图像，然后观察世界，识别从未见过的树。在前面说的放射学例子中，机器学习系统识别出某种模式，该模式与之前在淋巴结细胞图像中识别到的模式相似。这并不意味着此人患有癌症，但它会让医生更深入地研究某些扫描结果，缩小误差范围。“人工智能”已成为商业和市场营销的流行词，人们经常将它与“机器学习”混为一谈。你可以将机器学习看作一种模式识别系统，它服务于人工智能，帮助人工智能做出更高级的决策和推理。机器学习和人工智能的不足之处在于，它们无法理解癌症或树的实际含义。

本书会让你对这些相互关联的领域有一个基本了解，它简要总结了机器人能做和不能做的事，以及我们应该借助它们做什么，不应该借助它们做什么。我们的社会与智能机器的联系日益紧密，本书告诉我们，必须采取哪些行动确保它们对人类产生积极的影响。我希望你能更深入地了解这些技术的工作原理及其改善人类生活的方式。最后，我希望本书能激励你构建自己的梦想，想象未来人与芯片合二为一的情景，想象什么样的机器人和智能系统能惠及自身以及全人类。

童年的我最喜欢代达罗斯的神话故事，他是伟大的发明家，制作出了能翱翔于天空的翅膀，克服了将我们束缚于地球的重力。他的设计方式非常巧妙，翅膀是用蜡做成的。后来翅膀融化了，他的儿子伊卡洛斯坠落下来。我不喜欢故事的结局，但其余情节都非常鼓舞人心。很小的时候，我就开始想象如何超越人类的生物局限，做一些力所不能及的事情。后来，我幻想能像蜘蛛侠一样攀爬高楼，像钢铁侠一样飞行，像魔形女一样变形，像神奇四侠中的隐形女一样隐身，或者像超人一样强大。这些超能力似乎是我们梦寐以求的，但一直停留在故事书里。机器人和计算技术可以让我们拥有这些非凡的能力。机器人独立行动并完成任务，为人类节省了时间。我们可以与之合作，以增强感知，扩展影响范围，提高精确度、力量以及处理和响应大数据集的能力。机器人还可以赋予我们全新的能力，这在过去几年里似乎是无法实现的目标。我们可以创造性地利用数学模型、算法、巧妙的设计、新材料和机电组件，这些元素组合在一起就会创造奇迹。

机器人确实可以赋予我们超能力。

我们的探索就从这里开始吧。

[1]1英里=1.609 344千米。——编者注

[2]Bonnie Prescott,“Better together,”Harvard Medical School News and Research,June 22,2016.