編者按：

2022世界機(jī)器人大會(huì)主論壇群星璀璨，產(chǎn)、學(xué)、研各領(lǐng)域大咖齊聚首，共話巔峰，為機(jī)器人未來(lái)發(fā)展領(lǐng)航。

峰會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，葛樹(shù)志發(fā)表了題為《新加坡機(jī)器人和人工智能技術(shù)的發(fā)展》的演講。以下為葛樹(shù)志演講內(nèi)容的整理。

各位同事，朋友們，大家好！我是葛樹(shù)志，來(lái)自新加坡國(guó)立大學(xué)。很榮幸在中國(guó)舉辦的2022年世界機(jī)器人大會(huì)上介紹新加坡機(jī)器人和人工智能技術(shù)的發(fā)展。我是新加坡國(guó)立大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系教授，也是功能智能材料研究院首席研究員，同時(shí)是新加坡科技研究局制造技術(shù)研究所兼職研究員。我代表Marcello Ang、I-Ming Chen、Cecilia Laschi、Louis Phee、Pey Yuen Tao、Danwei Wang和Lihua Xie做本次演講。我們的演講包括五個(gè)部分：社會(huì)進(jìn)步、機(jī)器人技術(shù)的演變、機(jī)器人技術(shù)：人工智能走進(jìn)生活、機(jī)器人技術(shù)和人工智能融合的前沿進(jìn)展和社區(qū)和組織。

首先是社會(huì)進(jìn)步，機(jī)器人和人工智能技術(shù)正在顛覆我們生活的方方面面。從工業(yè)、服務(wù)、到教育、醫(yī)療保健、交通行業(yè)等等。我們?cè)谕苿?dòng)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)也感到恐慌，我們從農(nóng)業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起來(lái)，時(shí)間尺度是以世紀(jì)為單位劃分的。當(dāng)我們進(jìn)入工業(yè)經(jīng)濟(jì)后，發(fā)展是以年為單位計(jì)算的，而在信息時(shí)代，變化是以月為單位的。到了智能社會(huì)，變化是以天為單位的。我們可以看到變化比以前快得多，歡迎來(lái)到智能社會(huì)時(shí)代。在現(xiàn)代和未來(lái)社會(huì)里，我們將自我感知，自主學(xué)習(xí)、自主決策、自主執(zhí)行、自主適應(yīng)。大家可以看到酒店、商店，甚至大學(xué)里的一切都在發(fā)生翻天覆地的變化。因?yàn)樾鹿诜窝滓咔?，我們開(kāi)始了比以往更多的自學(xué)和在線學(xué)習(xí)。這將意味著許多學(xué)生會(huì)自學(xué)，即使機(jī)器將變得前所未有的智能，它們將與我們?nèi)祟惞泊?。而要進(jìn)入智能社會(huì)，我們需要高科技人才來(lái)推動(dòng)高端硬件開(kāi)發(fā)。從各方面促進(jìn)智能軟件發(fā)展。從通信、計(jì)算到制造業(yè)、傳感、而在感知方面。我們有感知和傳感器，我們有智能、學(xué)習(xí)、分析、執(zhí)行。當(dāng)然，我們還有處理器和發(fā)射器。早些時(shí)候我們使用計(jì)算機(jī)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)交互。其實(shí)，機(jī)器人正在轉(zhuǎn)變?nèi)祟惿鐣?huì)，以前是計(jì)算機(jī)，現(xiàn)在是機(jī)器人。機(jī)器人并不局限于操作機(jī)器人，實(shí)際上汽車、直升機(jī)……任何東西都可以與機(jī)器人有關(guān)。因此我們有人類和機(jī)器人的互動(dòng)。

第二部分我想分享的是機(jī)器人技術(shù)的演變。第一代機(jī)器人技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人，從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，人類希望減少艱苦的勞動(dòng)，因此發(fā)明了操作機(jī)器人。1998年T.H. Lee教授、C.J. Harris、Chris Harris。和我共同撰寫了第一本關(guān)于操作機(jī)器人的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制的書籍，其中我們擬合了驅(qū)動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模、自適應(yīng)控制和協(xié)調(diào)。當(dāng)然，這個(gè)領(lǐng)域還在繼續(xù)發(fā)展，我們有實(shí)時(shí)的RBG-D和三維重建，還有在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中的零件規(guī)劃/再規(guī)劃 手眼標(biāo)定和多臂協(xié)調(diào)，以及宏觀迷你機(jī)器人操作控制等，向第一代邁進(jìn)。到了上世紀(jì)90年代的第二代移動(dòng)機(jī)器人。有在網(wǎng)上、天空中和水里的自主機(jī)器人，大家可以看到我們?cè)诰W(wǎng)上和天空中取得的進(jìn)展。我們對(duì)直升機(jī)進(jìn)行建模、控制和協(xié)調(diào)，也有自主的移動(dòng)機(jī)器人，還有三維點(diǎn)云輔助精確定位的自主機(jī)器人，運(yùn)用分層拓?fù)淞慵?guī)劃以實(shí)現(xiàn)高效的導(dǎo)航，還具備帶有安全意識(shí)的運(yùn)動(dòng)控制策略。然后是第三代社會(huì)和服務(wù)機(jī)器人技術(shù)，這從21世紀(jì)開(kāi)始變得非常流行。

服務(wù)機(jī)器人是一種為人類或設(shè)備執(zhí)行任務(wù)的機(jī)器人，但設(shè)備不包括工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，這是服務(wù)機(jī)器人的物理功能，社交機(jī)器人是具有人類社會(huì)屬性的智能機(jī)器人，是我們社會(huì)日常生活中的一部分。咖啡機(jī)、清潔器、灶具等算是機(jī)器人技術(shù)，而社交機(jī)器人是人類的同伴，已成為人類生理需求的一部分。機(jī)器人正在成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠? ，就像個(gè)人電腦進(jìn)入每家每戶一樣，機(jī)器人能夠相互交流、相互溝通，也能與人類、環(huán)境互動(dòng)和交流，也在附屬于其角色的社會(huì)和文化結(jié)構(gòu)中進(jìn)行互動(dòng)和交流。這是我們?cè)?008年創(chuàng)辦的雜志，這是機(jī)器人雜志的定義。大家可以看到，我們從功能化、模塊化，逐漸發(fā)展到藝術(shù)機(jī)器人、小機(jī)器人。如果你有興趣，可以向本刊和Springer Nature提交發(fā)表申請(qǐng)。我們也有一篇關(guān)于社交機(jī)器人的角色扮演學(xué)習(xí)的論文。

機(jī)器人已經(jīng)成為社會(huì)中的一個(gè)角色，大家想一想，繼續(xù)向前邁進(jìn)的話。你會(huì)看到第四代機(jī)器人技術(shù)，那就是功能性的智能材料機(jī)器人。它們更小、更智能，不僅有生命，還可能是你身體的一部分?？赡苁悄阍捳Z(yǔ)的一部分，或者在你的家具或墻壁的玻璃上隨處可見(jiàn)。這其實(shí)是材料機(jī)器人技術(shù)，這個(gè)技術(shù)去年剛剛推出，去年剛開(kāi)始和今年之后。這是諾貝爾獎(jiǎng)得主K. S. Novoselov教授指導(dǎo)的功能智能材料研究院（I-FIM），這是諾貝爾獎(jiǎng)得主K. S. Novoselov教授指導(dǎo)的功能智能材料研究院（I-FIM）。這是我們的一張合照，我們的技術(shù)將向更小層面發(fā)展，分子層面、原子層面。然后，在功能性智能材料方面，可能是3D打印的，磁場(chǎng)可以改變我們分離材料的方式。大家可以看到，磁性納米粒子變得更小、更輕。

我要分享的第三點(diǎn)是機(jī)器人技術(shù)：人工智能走進(jìn)生活。大家想一下，人們?nèi)栽谟懻摍C(jī)器人不會(huì)比人類更聰明的問(wèn)題，并且在進(jìn)行辯論。但我想說(shuō)的是，這個(gè)世界上有兩種智慧生物。一種是生物學(xué)上的人類，另一種則是人類制造的智能機(jī)器人生物。如果智能機(jī)器人不斷得到開(kāi)發(fā)，不斷嵌入最先進(jìn)的技術(shù)。在許多方面，機(jī)器人可能比我們更強(qiáng)。例如，直升機(jī)比我們飛得更高，汽車比我們跑得更快，機(jī)器人干的活比我們的更累……只要你能想象，就能實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在有很多人忙于工作而忽視了他們的孩子，孩子們要和智能機(jī)器人一起玩，他們可能會(huì)學(xué)得更快。在日本，孩子們已經(jīng)喜歡和機(jī)器人玩了。機(jī)器人對(duì)他們很友好，而且能講笑話。所以在開(kāi)始時(shí)，我們就有智能的人類機(jī)器人互動(dòng)和服務(wù)。在與人類交流中，盡管這里顯示口語(yǔ)只占7%。但機(jī)器人使我們?nèi)祟惛勇斆?，保持交談。人類有智能認(rèn)知，我們實(shí)際上有顯著驅(qū)動(dòng)的關(guān)聯(lián)記憶。研究動(dòng)機(jī)：人類對(duì)復(fù)雜視覺(jué)的內(nèi)部表征是非常稀少的，而大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在處理信息時(shí)是高度動(dòng)態(tài)的。因此，我們勢(shì)必要采用視覺(jué)顯著性來(lái)確定，哪些單元對(duì)視覺(jué)模式的存儲(chǔ)和檢索更為重要，并構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)勢(shì)場(chǎng)來(lái)確定動(dòng)態(tài)突觸權(quán)重，從而獲取一個(gè)具有多個(gè)吸引子的記憶網(wǎng)絡(luò)，然后我們進(jìn)一步轉(zhuǎn)向社交機(jī)器人。這實(shí)際上是硅和生物這兩個(gè)領(lǐng)域結(jié)合到了一起。然后是智能視覺(jué)認(rèn)知，這是我的一篇有數(shù)據(jù)支持的研究，視覺(jué)系統(tǒng)旨在搜索和關(guān)注場(chǎng)景中有價(jià)值、顯著性的部分。這就是其中的數(shù)學(xué)，我知道大家的興趣所在，這也是一個(gè)機(jī)器人的頭，然后，在走廊或外面。我可以知道我的機(jī)器人在看哪里，因?yàn)橛泄雀柩坨R。在這里，我們用機(jī)器人的頭作為陪伴，這是在社交機(jī)器人界非常有名，受到高度認(rèn)可的He Hongshen。他還通過(guò)人工智能使我們生活的方方面面更加便利，例如，交通。小型交通標(biāo)志識(shí)別、駕駛自動(dòng)汽車可以實(shí)現(xiàn)。這是一個(gè)未來(lái)的汽車，我們有深度學(xué)習(xí)，還有所有的標(biāo)志，已經(jīng)可以識(shí)別標(biāo)志，讓汽車更加智能。如果有一只機(jī)器人狗和你一起散步，不僅是機(jī)器人汽車，機(jī)器人狗也有提醒功能。

而Feng Hui教授有研究，人類是如何影響這個(gè)動(dòng)作識(shí)別的，基于視覺(jué)的人類動(dòng)作是用動(dòng)作標(biāo)簽標(biāo)記圖像順序的過(guò)程。如果我知道你是否樂(lè)意走近我，即使網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)復(fù)雜，但你向我靠近其實(shí)是因?yàn)槲蚁敫嗟亓私饽?。那就是通過(guò)深度學(xué)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作識(shí)別是為了更好的人類機(jī)器人互動(dòng)。還有這種深度空間轉(zhuǎn)換的人到圖像的生成。現(xiàn)實(shí) 虛擬現(xiàn)實(shí)，如果它非常真實(shí)。它實(shí)際上是現(xiàn)實(shí)，甚至比現(xiàn)實(shí)更好。因此，在虛擬環(huán)境中你可以被轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)。這實(shí)際上是Liu Meichen實(shí)現(xiàn)了個(gè)人圖像生成。因此，我們將現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合。當(dāng)然，我們還有自然語(yǔ)言處理。我提到，占比7%的口語(yǔ)非常重要，讓我們保持交談。而大家知道自然語(yǔ)言處理，仍然有面值，隱晦或隱藏暗示。我們?nèi)匀恍枰夹g(shù)發(fā)展，使機(jī)器更加精巧和智能。有許多方法可以改善情緒或保持良好的情緒健康。大家知道，現(xiàn)在在上海、北京、新加坡或日本生活的孩子。他們問(wèn)：“媽媽 爸爸 你們到底愛(ài)不愛(ài)我？”而不是“你給我多少零花錢？”  所以。愛(ài)很重要。所以，要注意自己的情緒和反應(yīng)，以適當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)你的感受。而機(jī)器人是我們的伙伴，我們可以放心地和它交談。這能解決社會(huì)中的一些情感問(wèn)題，我可以在這里展示。你的身體表達(dá)了你的想法，還有情感集中療法。而且我希望大家關(guān)注同事和孩子們的家庭健康。

接下來(lái)我想和大家分享的是機(jī)器人技術(shù)融合的前沿進(jìn)展。機(jī)器比人類強(qiáng)大得多，盡管他們是我們?nèi)祟愒O(shè)計(jì)的機(jī)器人、人工智能、材料、醫(yī)學(xué)、倫理學(xué)。如果它們結(jié)合起來(lái)成為人類的一部分，我們就能舒適地生活。大家可以看到，從簡(jiǎn)單的開(kāi)始，一開(kāi)始是一個(gè)固定的機(jī)器人，一個(gè)協(xié)作的機(jī)器人。這是著名教授Li Yanai，他正在英國(guó)開(kāi)發(fā)協(xié)作機(jī)器人，而這是一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，很靈活。這是一個(gè)智能機(jī)器人在給我擁抱，還有智能制造項(xiàng)目的機(jī)器人系統(tǒng)。因?yàn)槿斯ぶ悄軝C(jī)器人技術(shù)、控制、通信。這些技術(shù)使機(jī)器人系統(tǒng)成為可能，機(jī)器人系統(tǒng)的性能評(píng)估。機(jī)器人技術(shù)和人工智能結(jié)合的前沿發(fā)展，大家可以看到這是虛擬的，而它與硬件連接的地方是設(shè)備。一個(gè)設(shè)備在房間里，一個(gè)在觀察房間，他們之間是相互對(duì)應(yīng)的。正如我所說(shuō)的 帶有人工智能的機(jī)器人在空中、在水上、在網(wǎng)上應(yīng)用。這其實(shí)是在水中，有輸出限制的液化天然氣運(yùn)輸船的動(dòng)態(tài)控制是在水中和水面上。Yang Xiaolin為我們的海上工程做出了貢獻(xiàn)。頂級(jí)專家早些時(shí)候，我介紹了我課題組的工作。

現(xiàn)在，我將為大家介紹一些帶領(lǐng)新加坡機(jī)器人和人工智能技術(shù)前沿發(fā)展的研究團(tuán)隊(duì)。首先 Pey Yuen Tao來(lái)自新加坡制造技術(shù)研究院。他正在做模塊化可重新配置的移動(dòng)機(jī)器人。用模塊化的機(jī)器人，基本上可以根據(jù)需要進(jìn)行連接、移動(dòng)和重新配置。這實(shí)際上是預(yù)訓(xùn)練方法的中心引導(dǎo)嵌入。這是半監(jiān)督的學(xué)習(xí)方法，這是全新的模塊化執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)軟件和混合機(jī)器人。這是自適應(yīng) 靈活的機(jī)器人 用于HMLV操作中的機(jī)器人操作的數(shù)據(jù)效率人工智能。這是我的朋友，高級(jí)機(jī)器人中心的主任，而這些實(shí)際上是來(lái)自非結(jié)構(gòu)化和人類環(huán)境的日常機(jī)器人技術(shù)。從結(jié)構(gòu)化環(huán)境——人與機(jī)器人分離，到非結(jié)構(gòu)化環(huán)境——人與機(jī)器人的互動(dòng)。這是為機(jī)器人設(shè)計(jì)的工廠，這是智能機(jī)器人在適應(yīng)為人類設(shè)計(jì)的空間。這實(shí)際上是為了更加優(yōu)化機(jī)器人的身體、硬件、智能機(jī)械，往軟機(jī)器人的方向發(fā)展，也讓軟件機(jī)器人有更好的頭腦、綜合感知、計(jì)劃、執(zhí)行、控制和學(xué)習(xí)，以及理解運(yùn)動(dòng)和任務(wù)。另一個(gè)是以人為中心的機(jī)器人技術(shù)，了解人類的運(yùn)動(dòng)和行為。還有了解合適的自主水平以及如何協(xié)作，這是我朋友和他一直在做的事情。這輛車正在校園里自動(dòng)駕駛，校園里還有走動(dòng)的學(xué)生和教授。這是密集型融合，這是語(yǔ)音控制，這是Marcelo Ang。

我另一位朋友來(lái)自南洋理工大學(xué)的，I-Ming Chen教授和他的國(guó)家機(jī)器人研發(fā)計(jì)劃。建筑業(yè)的機(jī)器人技術(shù)4.0 大家可以看到PPVC和預(yù)制廠，現(xiàn)場(chǎng)安裝、現(xiàn)場(chǎng)建筑工作。這是在開(kāi)發(fā)集成和連接的解決方案，以提高預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。PPVC元件從工廠生產(chǎn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，讓未來(lái)的數(shù)字化建設(shè)得以實(shí)現(xiàn)。這是WP1、WP2、WP3、WP4。我們有智能網(wǎng)絡(luò)物理系統(tǒng)和用于現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目監(jiān)督的機(jī)器人，還有高負(fù)荷移動(dòng)機(jī)器人，用于多層建筑。以及PPVC和智能連接器的自動(dòng)化安裝。我的另一位同事，來(lái)自新加坡國(guó)立大學(xué)的Cecelia Laschi，從事軟機(jī)器人研究。軟機(jī)器人技術(shù)可以應(yīng)用于建造軟內(nèi)窺鏡，在人體內(nèi)部導(dǎo)航，進(jìn)行診斷或治療。軟機(jī)器人也可以在康復(fù)中與病人進(jìn)行更有效的互動(dòng)，還有協(xié)助制造的軟件。軟機(jī)器人技術(shù)未來(lái)可期。軟機(jī)器人部件、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和控制裝置甚至可以飛行。從基礎(chǔ)研究到醫(yī)療保健應(yīng)用 可以開(kāi)發(fā)的東西還很多。恭喜Cecilia Laschi 這是我的另一位同事和朋友Louis Phee，他在南洋理工大學(xué)的轉(zhuǎn)印品方面取得了成功，他發(fā)明了這種主從式經(jīng)皮內(nèi)窺鏡機(jī)器人。未來(lái)機(jī)器人手術(shù)面臨的真正挑戰(zhàn)是，不再是機(jī)器人對(duì)傳統(tǒng)程序和手術(shù)手勢(shì)的單純模仿和替代，而是探索全新的手術(shù)。這種全新的手術(shù)只有通過(guò)機(jī)器人/機(jī)電工具與人類外科醫(yī)生一起才能完成。他的研究已經(jīng)進(jìn)行成果轉(zhuǎn)化。希望大家有機(jī)會(huì)和Louis Phee教授交流 看看他的研究對(duì)醫(yī)療保健有什么貢獻(xiàn)。這是我另一位朋友，我的大哥Danwei Wang。我讀了他的一些論文，他現(xiàn)在正在圣淘沙用自動(dòng)駕駛掃路車，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)進(jìn)行公共部門的5G試驗(yàn)。已經(jīng)開(kāi)始了十項(xiàng)試驗(yàn)，政府的目標(biāo)是到今年年底，公共部門在圣淘沙進(jìn)行15個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，到2023年上半年至少進(jìn)行30個(gè)試驗(yàn)，恭喜Danwei Wang。

然后是自動(dòng)駕駛的道路清掃車和運(yùn)送食物的機(jī)器人?；旧蠙C(jī)器人通過(guò)人工智能到處移動(dòng)，我的另一位好友Lihua Xie。她的萬(wàn)能導(dǎo)航系統(tǒng)是非常靈活的，導(dǎo)航系統(tǒng)解決方案。這里也有一段視頻。關(guān)鍵技術(shù)：動(dòng)態(tài)環(huán)境感知、智能路徑規(guī)劃、精確運(yùn)動(dòng)控制。在2D/3D地圖中重新定位，快速自動(dòng)?？?充電、靈活的車隊(duì)管理、可擴(kuò)展的操縱器集成以及多模式語(yǔ)義SLAM 靜態(tài)、高度動(dòng)態(tài)的。大家可以看到不同的傳感器和不同的智能，是如何生成動(dòng)態(tài)地圖系統(tǒng)的。它與地面進(jìn)行比對(duì)，社區(qū)和組織。

正如我所提到的，國(guó)際機(jī)器人從服務(wù)到自主機(jī)器人和社交機(jī)器人。這就是我們建立的社區(qū)。Agnieszka和Serena是我們的主編，而我是創(chuàng)始主編，來(lái)自斯坦福大學(xué)的Oussama Khatib教授是創(chuàng)始聯(lián)合主編。這就是我們的期刊，還有我們將參與的會(huì)議。我們將于2022年12月13日至16日在意大利佛羅倫薩舉行會(huì)議，歡迎并邀請(qǐng)各位參加，我們?cè)谀抢镆?jiàn)。如果大家有興趣可以參考一下，非常感謝各位！當(dāng)然也要感謝所有做出貢獻(xiàn)的成員、我的學(xué)生、同事和朋友。非常感謝各位，祝會(huì)議取得圓滿成功！

——Sam Ge