模仿人类行为方式机器人的创新进展
1．模仿人类儿童行为机器人的新成果
⑴研制能够自动与身边物体互动的婴儿机器人。
2006年5月，有关媒体报道，意大利热纳亚大学的吉奥吉尔·梅塔，与法国和瑞士的科学家等组成的一个研究小组，研制出“婴儿机器人”。它能自动与身边的物体互动，并通过不断实践学习使用这些物品的最佳方法。这一能力，使得这个机器人，具有和人类婴儿一样发展运动技巧的能力。
“婴儿机器人”的躯干上只有一个手臂，它用一对摄像机当眼睛，并有一个能抓东西的手。它具有用桌子上的物体进行物理实验的内在愿望，并能够进行不同形式的互动，同时不断从错误中总结经验教训。比如，如果它没能稳稳地抓住一个东西，它就回记住这个错误并在下一次尝试不同的方式。目前，婴儿机器人已经学会掌握的一项能力就是能将一只瓶子在桌子上滚来滚去。
梅塔解释说：“我们用从发展心理学家和神经科学家那里学到的知识，来进行这一研究。我们所做的与神经科学家是相同的，只不过我们是从工程的角度来做的。”
婴儿机器人的“大脑”，实际上一个由20台计算机共同运行不同神经系统的电脑组。一个软件能够模仿生物神经系统，并用同样的方法进行学习—，即通过建立和调整人造神经原之间连接的力度进行学习。研究者通过对神经系统软件的调节以及机器人学习行为的观察能够测试不同的神经科学模式。
英国机器人研究公司也在进行同样的机器人研究。该公司的创始人史蒂夫·格兰德说：“这个主意非常神奇。是我们得以进行智能或人工只能开发研究的唯一途径。不过，他也认为由于人脑和用于控制学习型机器人的电脑之间存在根本的不同，因此意味着这样的机器人是永远不可能像人一样聪明的。格兰德说：“婴儿机器人，是在人造神经系统的基础上制造出来的，这种系统跟人类神经系统并非没有一点相似性。由于我们在宇宙中唯一的智能范本就是人脑，因此这对我们进行生物研究教会更有用。这也是我们所能找到的唯一途径。”
⑵研发智能儿童机器人。
2009年3月，英国广播公司报道，欧洲研发的一个可模仿儿童活动的机器人，在英国曼彻斯特大学展出，吸引了不少科学家的目光。
据报道，这个儿童机器人名叫“爱卡博”，“身价”高达1100万美元。它来自于欧洲科研人员进行的一个5年项目，其目的是研发出一个可灵活地模仿人类活动的小机器人。
报道说，它的运动模式，是根据3岁儿童设计的，能模仿儿童的头部活动和眼睛活动，能爬行和坐立，能准确地握住东西。
曼彻斯特大学的约翰·格雷教授说，“爱卡博”最了不起的地方是，它是一个开放的系统平台，可以方便地让用户和科研人员开展实验并分享研究成果，力学、认知神经学等学科都能在这里有用武之地。
格雷教授说：“我们希望“爱卡博”能像孩子一样发展自己的认知能力，逐渐掌握自己身体的运动机能，以及与外部世界互动的能力，最终实现能与他人交流。”
2．模仿人类学习行为机器人的新成果
⑴研制出世界首个有语言学习能力的机器人。
2008年3月1日，英国赫特福德大学计算机科学学院的克里斯托弗·尼罕依和克斯廷·多滕汉教授领导的研究小组，与普利茅斯大学的机器人国际研究委员会，进行了一项名为“语言知识与行为在机器人身上的综合转换”的成果演示。
专家透露，一种具有语言学习能力的类人型机器人即将问世，最新的儿童型智能机器人样机，已经制造成功并向外界公布。
据报道，该成果的目标，是通过类似于父母教他们的孩子学习语言的方法，来使机器人学会掌握人类语言，并且可以开口说话。尼罕依和多滕汉两位教授，在人工智能和人与机器人互动的科研领域，取得的成绩居于欧洲领先地位，他们领导的研究小组，已取得很多成就。
尼罕依教授表示：“我们的目标是：机器人能够对语言进行自我学习，以及在社会化环境中向他人学习，并且把这种语言能力转化为自主化学习和处理问题的能力。这为其在使用语言和发展其它的自主能力之间，形成良性循环。就像一个小孩，通过模仿他的父母来学习，并且与周围环境互动。我相信在一定的语境中，机器人将会恰当地学会基本的语法规则，如否定句、虚拟语气等”。
专家认为，这项研究成果，将会对未来十年，新一代交互型机器人系统的研究和发展产生巨大影响，并将确保欧洲在该领域的领导地位。有可能电影《终结者》中的“天网”，在不久的将来就会实现。
⑵研发“学习型机器人”。
2011年2月9日，英国广播公司报道，欧洲科学家启动了“机器人地球”计划，有35名研究人员参加这项研究，瑞士联邦理工学院的马克斯·魏贝尔是其中之一。这项研究计划，试图让机器人共享信息并存储它们的发现。这意味着，机器人很快将拥有自己的互联网和维基百科。届时，当机器人执行任务时，它们能下载数据，并寻求其他机器人的帮助，更快地在新环境下工作。执行该计划的研究人员希望，该研究能通过给机器人装备人类创造出来的、不断丰富的知识库，让机器人更快地为人类服务。
魏贝尔表示，“机器人地球”计划的指导思想，是研发出方法，帮助机器人编码、交换信息、对知识进行再利用等。他说，现在，大多数机器人都用自己的方式来看待周围的世界，几乎没有统一的标准；而大部分机器人学家，也都让机器人用自己研发的方式来积累数据。这就让机器人学家很难共享知识，或在某个领域取得重大突破，因为每个机器人学家都在解决同样的问题。
相反，“机器人地球”计划项目，希望能够定义机器人积累的信息，以便让所有机器人能发现并使用这些信息。
魏贝尔介绍到，它既是一个通讯系统，也是一个数据库。在这个数据库中，将会有机器人工作地点的地图信息、机器人遇到物体的描述，以及如何完成不同的行为的指令。
该项目为期4年。现在，初期工作已取得一些阶段性成果，比如，科学家研发出一种方式：让机器人可以下载要完成的任务并执行该任务；机器人也可以把修改后的位置地图，上传到该数据库中，供其他机器人分享。魏贝尔说，因为机器人对人类的重要性与日俱增，诸如“机器人地球”计划这样的项目必不可少。
3．模仿人类游戏行为机器人的新成果
研制能玩“石头剪刀布”游戏的机器人。
2005年1月，英国《新科学家》杂志报道，英国利兹大学一个研究小组，研制出一台名为“CogVis”的机器人，它能够观察并模仿人类，学会“石头剪刀布”这个游戏。
传统的人工智能，是通过硬性输入指令让机器人来模仿人类，若是机器人所面对的情况是指令中没有的，机器人就会“不知所措”。但是CogVis却能像人类一样，通过自己的观察做出模仿。在英国剑桥计算机协会主办的一次展示活动中，志愿者用印有剪刀、或是石头、或是布的卡片做游戏，他们被告知在赢局和平局时都将结果喊出来。CogVis在观察了几轮游戏之后，就能够正确说出之后每轮游戏的结果。
研究小组的一位成员解释说，首先机器人用视觉处理器分析动作的不同阶段，从图片中物体的颜色及质地抽取信息，然后再和输入的声音结合建立关于游戏规则的假设，这一处理方式被称为“归纳逻辑编程”。
英国计算机协会人工智能小组组长马克思·布罗默认为，这项研究成果在未来会有多项用途。人们希望计算机能够自动分析摄像机镜头捕捉到的事物。他建议使用这一技术制造机器人，让机器人学会在监视录像中发现“入侵者”，或者学会控制负责重大维修任务的机器人。
4．模仿人类体育活动行为机器人的新成果
⑴研制成功高速反应的机器人接球手。
2005年8月，《日本经济新闻》报道，日本东京大学石川正俊教授领导的研究小组，研制出了一种机器人接球手。这种机械手的接球速度，可以与人类最优秀的棒球接球手相媲美。研究人员说，它能够轻松地抓住空中以每小时300公里，或83米/秒速度飞行的棒球，而且绝对不会喊累。
研究人员表示，之所以研制并测试这项技术，是因为也许将来有一天就有需要机器人做出高速反应的情况发生。
这种机器手接球时根本不需要接球手套。它看上去就像一个单独的金属爪，和人类手掌上有五根手指不同，它上面只有三个指头。在它的“手掌”内有一行32X48个独立的照片探测器，能够跟踪沿抛物线高速运动的棒球。并通过专门的图像处理电路立即做出接球动作。
当棒球渐渐接近机器手时，就会诱发它的三个手指开始行动。安装在每个手指中的制动器，能够在180度范围内以低于十分之一秒的速度发出高速脉冲。这就使得机器手能够在一瞬间抓住棒球。
研究人员说，由于棒球太硬，快速飞来时可能会把机器人手碰伤，因而目前还没有尝试过让它抓住一个真正的棒球，而只对抓住软球进行过测试。不过在其他测试中，它也能非常熟练地抓住各种形态的物体，包括圆柱体。
⑵研制出会打棒球的机器人。
2009年7月，《每日新闻》报道说，一场特殊的棒球赛，在东京大学校园内举行。这场球赛的投球手和击球手都是机器人。球赛的目的，是对日本最新研制的这些机器人，进行现场测试。
棒球机器人系统，是由东京大学教授石川正俊等人组成的研究小组研制的。充当投手的机器人，装备有3根手，能选择最好的时机抛球，投出好球的概率约为90％。充当击球手的机器人，由立体相机和握着球棒的手臂组成，其击球准确率几乎是100％。
研究人员说，他们接下来的目标，是进一步提高这套系统的投球速度，并在此前提下，继续保证击球的准确率。
5．模仿人类互动行为机器人的新成果
⑴开发出能模拟别人行为的机器人。
2007年7月，美国媒体报道，麻省理工学院辛西娅及其同事伯林、格瑞等人组成的研究小组，研制出一个名叫“莱昂纳多” 机器人。专家认为，它在智能机器人发展史上，也具有里程碑式的意义。
研究小组利用一个运行着面部、图像和声音识别软件的计算机阵列，为莱昂纳多构建了一个“大脑”，大脑里存储着莱昂纳多周围一个个物体，以及它见证过的事件的信息。当它捕捉到一个新面孔时，它会建立和存储另一个“大脑”，该“大脑”处理信息的方式和它自己的“大脑”一样，但它是从这个新面孔的角度看待周围事物的。如果这个新面孔因为视线被阻碍，或者暂时离开房间而看不到周围发生的变化，与这个新面孔对应的“大脑”中的资料就不会更新。伯林说，他们是围绕着这样一个概念来制造莱昂纳多的，那就是说，它可以把自己当作一个模拟器来理解别人。
在心理理论研究中，有一个经典的错误信念实验：试验者让儿童观看木偶表演，主人公麦克把巧克力放在橱柜后外出，他的妈妈又把巧克力移到抽屉里，然后问儿童，麦克回来后会在何处找巧克力。一般会发现：大多数3岁儿童报告说麦克到抽屉里找，而4岁儿童大多数报告说麦克会到橱柜里找。这表明4岁以上的儿童才开始理解别人的错误信念。
莱昂纳多在面对“错误信念”试验时的表现如何？当某个人离开房间时，它知道一个玩具（用来代替巧克力）被移动了。伯林发现，通过模拟他人的观点，莱昂纳多可以更好地理解别人的目标。比如，伯林和格瑞分别把土豆片和饼干放进两个盒子里，在伯林离开房间快要消失的时候，格瑞将这两个盒子互换。当伯林返回打开第一个盒子时，莱昂纳多预料他要找的是土豆片。类似的，当格瑞乱翻同样的盒子时，莱昂纳多知道他是在找饼干，于是把饼干提供给他。
如果机器人能和婴儿一样，通过教育，可以从一个发展阶段进入到下一个发展阶段，它们就能学会完成更加复杂的任务，对人类的用处无疑更大。这类研究，除了有助于制造更好的机器人以外，也会加深我们对婴儿认知发育的理解。像自我认知、模拟别人的看法等被认为是婴儿发育的里程碑，它们是和其他一些重要的能力，如共情、社交的发展密切相关的。通过完成与这些里程碑相关联的一些动作，机器人可以帮助研究人员理解，到底需要具备哪些能力，婴儿才能达到这个发育阶段。
⑵研制可以与人类进行正常互动行为的类人机器人。
2012年6月，国外媒体报道，在欧盟第七研发框架计划（FP7）资助的支持下，法国研究人员牵头，欧盟成员国多个科研机构和工业企业，组成一个名为“基于行为相互适应的机器人”研究团队。他们着手集成最新的尖端技术，进行高水平的机器人研究，从机器人的知识处理到记忆模拟，从认知功能到学习互动，设计制造出具有希望的、类似人类的未来机器人。
迄今为止，类人机器人，只是在科幻小说或科幻影视作品中出现过，而在现实生活中并不存在，或许在未来有可能实现。
目前，世界各国研究开发的机器人，与人类相比，最主要的差别在于知识结构，以及处理和发展这些知识的方式方法。欧盟研究团队的首要任务，就是要研究解决机器人知识结构的内部表现方式，使之接近于人类。
为此，需要对机器人与人类互动方式的多个领域进行深入研究，包括表象知识的储存和基于知识本体推理的研究，还包括：地理方位知识的储存及推理、思维观点的分析、集中精力的能力、心智建模理论、互动时的接地平面参照系，以及语言互动的解析研究等。
研究人员表示，将针对上述研究需求，积极开展研发活动，并在深入研究和试验论证的基础上，集成所有先进技术于一身、对机器人进行统筹优化设计，从而尽最大努力保证所研发的机器人与人类的行为举止相类似。
6．模仿人类搜寻行为机器人的新成果
研制出可自找插座充电的机器人。
2009年6月，台湾东森新闻网报道，机器人科技日新月异，美国硅谷一家机器人研发公司推出新的智慧机器人“PR2”，它不但有视觉功能，还会在房间内自动巡逻，行进时速约两公里；不仅如此，还可以自行开门，找到电器插座为自己充电。
虽然早就有机器人可以自动搜寻电源充电，不过“PR2”号称是第一种可在实际环境中自行充电的机器人。它利用身上的激光扫描仪与视讯摄影机，看到门之后，会先测量门的大小与门把位置，然后伸出仿真人类的机器手臂，扭开门把进入房间找插座，连开冰箱门也是轻巧自如。
此外，“PR2”还有一项特点，就是可用MP3随身听遥控它的运动方向。
工程师佛斯特表示：“我们这样控制机器人，往前倾斜就会往前跑，往后就会后退，左右摇就会转圈圈。”
7．模仿人类礼让行为机器人的新成果
研制出懂得谦虚礼让行为的机器人。
2005年4月，加拿大渥太华的前线机器人公司，成功地研制出能让机器人友好合作的软件，当两台交通工具（机器人），需要通过一条狭窄的通道时，它们会友好地决定由谁先行一步。
前线公司负责人理查德·理派克表示，机器人可以替代人去完成枯燥、危险和肮脏的任务，他们公司的机器人可以协助调查恐怖袭击或核事故等危险现场，也可以用于深海工程建设。他还说，机器人总是出现在最危险的场合，但是有时单枪匹马解决不了问题，如果机器人团队能有效地合作，它们将发挥更多的作用。让机器人合作，这样的工作方式被称为“分布的智力”，相似于社会性昆虫，如蚂蚁或是蜜蜂的合作筑巢行为。
过去的机器人，只是简单地以一个程序回应一个输入信号行事，但合作机器人不同，在多样性选择的问题面前，需要表现出一定的灵活性。这套新设计的名为机器人的开放性控制的软件，能允许机器人选举一位领导，然后机器人再向这位领导申请穿越狭窄通道的许可，领导根据指定的规则进行筛选后，用无线电将允许前行的信号传递给指定的下属。如果领导在特殊情况下被排除在行动之外，这套软件还允许团队重新选举另外的机器人产生新的领导。
在可能出现堵塞的情况下（如狭窄的门），由这位领导者来做出决定。每个机器人都向领导者申请获得通过门口的许可，领导者将按照预设的规则用无线电信号，向各个机器人发出通过许可，命令它向前移动。如果领导者无法正常运作，则由小组成员重新选举领导人。这种软件，保证无论在任何情况下，一次只有一个优先者，保证机器人一直向着目标前进，而不会因逻辑冲突的出现而陷入困境。
摘自张明龙、张琼妮《国外电子信息领域的创新进展》知识产权出版社2013年版，第375～381页。
