第2节 机器人总动员：人机耦合与机械生物

作为智能时代的重要载体硬件，智能机器人一度博取了大量关注。从代替人类工作到统治人类社会，这种博人眼球的讨论火热了很长一段时间。

但近年来，舆论与市场终归于理性。毕竟，拥有独立思考能力和人类情感的智能机器人仍遥不可及。

智能机器人厂商也开始重新思考行业的本质与价值，与其追求遥不可及的强人工智能，倒不如踏实地探寻产业与市场中的潜在机会。

“人机耦合”的新时代

每一轮机器人产业的发展，都有一个显著的时代标志。

上一个目标的出现是在1974年，整个行业都在疯狂追逐着“强人工智能”的愿景。结果自然不言而喻，技术想象的不切实际导致了产业的工程化困境，行业泡沫很快破裂。

如今，人们对智能机器人的目标设定谨慎了许多。高度智能与自我决策等概念已不再是主流，取而代之的是“实现部分智能”。例如，让机器人执行人类难以处理的重体力、高重复劳作，或是协助人类更加高效地完成工作。前者我们已经很熟悉，绝大部分工业机器人已经实现了这一功能，而后者协作模式，正逐渐成为智能机器人发展的主要方向，业内称之为“人机耦合”。

如何理解人机耦合呢？在智能机器人领域，它指的是人与机器人相互作用与影响的关系，即机器人去做那些烦琐的、例行的流程化工作，而人提供创造性的智慧。其中，协作机器人是人机耦合最主要的代表应用。

不同于传统机器人，协作机器人就像是一个自动化工具，同时具备安全、灵活、高效三大特点。它可以安全地与人类近距离完成协同工作，无须设置隔离围栏。协作机器人非常适合于那些多品种、小批量生产以及简易操作要求更高的岗位，也适合于那些空间紧张，需要强调安全的工作场合。

以医疗场景为例，日本理化学研究所在2019年开发出了一款“机器人护士”，其主要作用是搀扶或怀抱病患，从而帮助他们完成如厕或坐轮椅。这个“护士”拥有智能视觉和传感器系统，可以相对准确地判断病患体态和体重等数据，并以比较舒适的速度进行移动。对一些行动不便甚至瘫痪在床的老人，机器人护士帮助人类完成护理工作中最为吃力的部分，使人类有更多的精力去专注治疗和康养过程。

在配药场景中，机器人护士也是一把好手。比如上海仁济医院就在化疗中心引入了配药机器人。要知道，化疗药物大多具有毒副作用，会对医护人员造成不可逆转的损伤，但机器人护士却完全不用担心这个问题。凭借高精度的机械臂和人工智能视觉系统，机器护士可以无害化地完成配药过程，并将药液配比的准确性提高到0.01毫升，让癌症病人获得更加精准的放化治疗。

从这些案例上看，尽管协作机器人没有多少酷炫的功能，但它们却因为极其稳定的工作表现深受市场欢迎。它们所代表的正是人机耦合时代中最为坚实的技术底座，也为智能机器人产业的横向拓展提供了可复制的样本。

被擦掉的“边界”

2018年，亚马逊CEO杰夫·贝佐斯在社交媒体上发布了自己遛狗的照片，瞬间收获了近3万次点赞。

值得一提的是，这不是一只普通的宠物狗，而是知名特种机器人公司波士顿动力（Boston Dynamics）所发布的明星产品——斯波特（Spot）机械狗。斯波特的火热，逐渐呈现出智能机器人领域的一大趋势，即“边界”的模糊。

过去，机器人主要分为三类：工业机器人、服务机器人和特种机器人。我们从名称上就可以看出各种机器人的不同：工业机器人用于实现各种工业加工和制造功能，服务机器人主要从事监护、交流等服务功能，而特种机器人则是一种供专业人员操控的工作机器人，专门用于执行复杂危险的任务。

如今，机器人的分类边界正在变得模糊。尤其是在企业需求方面，传统细分机器人已经逐渐失去价值，取而代之的是把机器人与智能化技术进行融合，打造具备移动、感知和判断等功能的复合型机器人。从形态上看，特种机器人能够集成工业和服务机器人的多种功能，也就顺理成章地成了复合机器人的最佳载体。

作为特种机器人的代表，此前提到的波士顿动力是一个非常成功的案例。

这种成功源于设计层面。波士顿动力在设计初期，便将产品定位为一个模块化的平台，而非单一场景中的功能机器人。这个拥有着狗类外形的机器人，主要由运动系统、视觉传感系统、中央控制系统和供电系统组成。每个系统之间既可以协同合作，又可以独立工作。

除此之外，通过开放应用程序接口，用户可以在产品身上加装自己开发的应用，从而实现机器人功能的扩充。比如，加装摄像头实现监控功能，加装机械臂实现搬运功能，加装传感器实现灾害救援功能等。

2020年3月，美国马萨诸塞州警察局部署了一批波士顿动力机器狗，还专门加装了机械臂、摄像头、枪械支架和扩音设备。其公布的视频资料显示，机器狗可以熟练地打开疑犯家房门，并用麦克风对内进行喊话，甚至在危险情况下完成精准的射击操作。同年10月，马萨诸塞州警方凭借机械狗快速找到了一名校园枪击案凶手，并将他击毙在房间内，其优秀的作战表现获得了警方一致认可。

造梦“机械生物”

技术的加持让智能机器人不再满足于宏观世界，而是将目光投向了更加复杂的微观世界。

其中，以生物机器人为代表的前沿技术，正逐渐走出实验室，进入多个应用环节。从严格意义上来说，生物机器人是利用单细胞打造出来的，具有特殊功能特性的一种微型机器人。

生物机器人发展已经有20多年，它是将生物细胞分离出来，在实验室里培养、修改后制作而成的。最常见的生物机器人制造技术是将细胞放置在一个人造的金属支架上，诱导其按照人类意志移动。

首个成功例子是美国在2016年合成的机器鳐鱼。这个生物机器人体长仅有16毫米，质量不到10克，外形与大海中的鳐鱼非常类似。科学家们首先使用一层透明的弹性聚合物，作为微型鳐鱼的主干部分，随后将大鼠心脏细胞以蛇形图案均匀分布在表面，并用黄金打造了一个支撑骨架。当这只微型鳐鱼被蓝光照射时，体内细胞便会收缩，从而带动整个躯体弯曲，模拟海中鳐鱼的行进姿势。

当然，生物机器人的意义远不止简单的仿生，更重要的是医学应用，尤其是肿瘤治疗。

在肿瘤疾病中，胶质母细胞瘤是最难治疗的，核心原因是缺乏精准的“给药”。由于血脑屏障和血肿瘤屏障的存在，进入大脑肿瘤部位的治疗途径非常有限。如何使药物突破血脑屏障，完成靶向的主动递送，是过去胶质瘤治疗的主要难题。

依托生物机器人技术，哈尔滨工业大学的贺强教授和吴志光教授找到了突破口，双方合作开发出了一种可以游动的微纳米机器人。这个微纳米机器人由中性粒细胞吞噬磁性水凝胶制备而成。它可以稳定地携多种抗癌药物，并依靠生物控制系统“游到”病患的脑部区域。抵达患处后，该机器人会在系统的操控下，将药物精准地释放到病患处，从而实现精准靶向治疗。

生物机器人凝聚了医学、制造科学、生物学和化学等多个学科的前沿技术，是一项极具创新意义的合成组织工程学研究，也是智能机器人领域最为尖端的应用之一。虽然这种被人类创造出来的机械生物目前还停留在实验室阶段，距离实际应用仍有很长一段路要走，但是想象力的种子已经埋入土壤，未来它或许可以应用于多个场景，比如寻找飞机黑匣子、搜索放射性源头以及清理血管栓塞等。