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机器人也有心跳和呼吸

2019-10-08 20:48:33来源:励志吧0次阅读

近日,在美国首都华盛顿市中心的国家航空航天博物馆,瑞士苏黎世大学的社会心理学家贝托尔特·迈耶携“Rex”再度亮相。此次这个以迈耶本人为蓝本制造的仿生机器人,拥有人工血液循环系统、人工心脏、肾脏和气管等,能够像人类一样行走、呼吸甚至心脏跳动,甚至还实现了人工眼自动对焦的功能。仿生学家直呼,它已具备了人体生命活动六七成的特征。

北京科技大学计算机与通信工程学院物联网与电子工程系主任王志良对该仿生人科技上的领先印象深刻。他在接受《中国科学报》记者采访时表示,“会呼吸的Rex”不仅在医学上可提供良好的实验对象,还将给未来表情机器人、情感机器人的研制打下基础。

仿生人的高科技含量

该仿生机器人的人造组织器官来自全球17家厂商,包括人造肾脏、心脏、血液循环系统、耳蜗和视网膜等,科技含量不可谓不高。最终,它由英国机器人专家理查德·沃克和马修·戈登组装而成。

“助步机+人造肌腱”助Rex坐立行走。这具身高约1.98米的机器人,能在Rex助步机协助下走动、坐下和站立。Rex助步机通常用于帮助因脊柱损伤无法走路的患者。Rex的人造脚和脚踝模仿了腓肠肌和跟腱的运动,是由麻省理工学院的休·赫尔教授开发的,他在一次登山事故中因为冻伤失去了双腿。

“视网膜芯片+眼镜相机”让Rex看见光明。Rex的人工眼睛包括一个植入了芯片的视网膜和一个置于眼镜上的相机,相机采集的图像可以转换成数字信号发送到“大脑”里,并重新转化成形状和图案。实际上,这是一项经美国FDA批准应用的仿生眼设备,这一技术使得一部分盲人有了重见光明的机会。

装有“人工心脏”的Rex有心跳。Rex配置的人工心脏,由美国亚利桑那州SynCardia公司提供。该人工心脏价值7.6万英镑,能利用电子泵跳动促成人造血液循环,像人类一样输送氧气。事实上,SynCardia公司的人造心脏已拯救了许多生命,有超过1000人移植了这种由电池提供动力的心脏。

Rex还会呼吸。正是由于Rex配备的人工心脏能够促进人造血液循环系统输送氧气,加之Rex体内装有一条捐献而来的气管,使得Rex可以呼吸。

至于其他部分,该仿生人安装的人造耳蜗使其拥有听觉,3D打印技术赋予了其骨骼,铁基纳米粒子构筑了其血液。另外,Rex全身安装了人造皮肤,还拥有人工智能和语音合成系统,使其可以理解简单的句子,并能回答简单的问题。

可观的临床价值

尽管Rex的肾只是一个雏形,目前没有消化系统、肝脏及皮肤,也没有脑组织,并且还未能实现很多更高级的人类功能(如形成记忆),王志良仍然对该仿生人的技术给予了很高的评价。“比如仅呼吸这一功能,能实现实属不易。”王志良告诉记者,会呼吸的仿生人对医学上对呼吸道疾病的研究,提供了一个非常好的实验对象。

“仿生人模拟人体‘吐故纳新’,使得人们得以在实验平台上研究气体在人体内的循环,这对我们治愈慢阻肺等呼吸系统疾病有很好的借鉴。”

王志良举例说,日本曾研制出一种机器人,口腔细节做得很逼真,用于牙医训练。“医生在戳它牙的部位出错的时候,它会‘喊疼’。”

同理,仿生人的存在给对人体提供帮助的义肢、人工耳蜗等人造组织器官提供了改进的实验平台,这丰富了仿生人研制的内涵。

近日,沈阳一名10岁男童被其狠心“老爸”砍下右手,接肢无望,很可能将装入“假手”,仿生人就能为其装入义肢进行“预演”,从而减少痛苦。王志良对记者说,类似这样的机器人在医学上的贡献会越来越大,这也是仿生人研制的意义之一。

超人机器人与服务机器人

仿生人也有其危险的一面。对于Rex各项出色的功能,迈耶直言:“我们已到达一个临界点,即具有人造肢体的人或许更有优势。”

这也正是诸多伦理学家担忧的问题之一:机器人会否借助其机械属性优势,化身超人机器人?

对此,王志良认为,机器人是人造的,就需要人们公认的准则来约束。“比如日本科学家就制定了机器人的道德规范,比如规定机器人的手臂力量不准超过某一限值。”

自诞生机器人之初,人们就对可能出现的“超人机器人”制定了“机器人三原则”,第一条就是:“机器人不应伤害人类”,其余两条内容分别为机器人要遵守人类命令和能够保护自己,但与第一条相抵触的除外。

“当机器人越来越像人的时候,这个规则就开始起作用了。”王志良对记者说,机器人的研制,总归是要朝着对人类有益的方向发展。

人类即将步入老龄化社会,发展仿生人有望弥补劳动力的不足,解决老龄化社会的家庭服务和医疗等社会问题。“让仿生人从事服务业,只需充电就可以24小时工作。”王志良说,仿生人在生物机体上的仿制,也对下一步“服务机器人”——表情和情感机器人的研制,打下良好基础。

“我们现在可能还没想象到,一旦将来情感机器人出现,将会对人类社会带来新的冲击和新的贡献。”王志良说。

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