拉菲羅·安德烈（左）在前往T-EDGE大會(huì)途中

亞馬遜的倉(cāng)庫(kù)里，上萬(wàn)臺(tái)橘紅色圓形小機(jī)器人忙忙碌碌。貨物被存儲(chǔ)在一個(gè)個(gè)被稱為“pods”的小貨柜上 ，當(dāng)機(jī)器人確認(rèn)了柜子里面有它所要的物品，它就會(huì)鉆到貨柜底部，旋轉(zhuǎn)變成一個(gè)起重機(jī)，將這個(gè)貨柜運(yùn)到人工挑揀處進(jìn)行訂單處理。

亞馬遜物流機(jī)器人

這些在倉(cāng)庫(kù)周圍快速移動(dòng)物品的橙色機(jī)器人被稱為Amazon Robotics，高 16 英寸，采用輪子代步，可搬運(yùn)重達(dá) 700 磅的貨物，內(nèi)置十分先進(jìn)的避障算法。

它的原名叫 Kiva System，由Mick Mountz，Peter Wurman和Raffaello D'Andrea共同創(chuàng)建的Kiva公司出品，2012年被亞馬遜以7.75億美金收購(gòu)。目前，美國(guó)亞馬遜的第八代物流中心里配備了超過(guò) 1.5 萬(wàn)臺(tái)這樣的機(jī)器人，每年為亞馬遜節(jié)省 20% 的營(yíng)業(yè)費(fèi)。

Mick Mountz，一個(gè)麻省理工學(xué)院的和哈佛商學(xué)院的雙料畢業(yè)生，先想出了這點(diǎn)子。 他發(fā)現(xiàn)，很多公司效益低下是因已有倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的人工成本高，且效率低。他希望能解決原先在大倉(cāng)庫(kù)里人工找貨效率低下的問(wèn)題，建造一種自動(dòng)化的揀貨、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，提高配送的流程，降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本，產(chǎn)生更大價(jià)值。

于是，他找到了機(jī)器人工程與自動(dòng)化的專家Peter Wurman（多代理系統(tǒng)專家，美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)前計(jì)算機(jī)工程系教授）和拉菲羅·安德烈教授（Prof. Dr. Raffaello D’Andrea），希望創(chuàng)造出一種能主動(dòng)將貨物送到人面前的機(jī)器系統(tǒng)。他們?nèi)艘慌募春?，?003年創(chuàng)辦了Kiva公司。

Kiva System的三位創(chuàng)始人

Kiva機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)邏輯并不復(fù)雜：個(gè)體機(jī)器人由一個(gè)存有倉(cāng)庫(kù)所有貨物信息的電腦集群統(tǒng)一調(diào)度，并移動(dòng)到規(guī)定的地點(diǎn)，執(zhí)行被分配到的任務(wù)。比如，它們會(huì)接受到這樣的指令：1051號(hào)機(jī)器人把308號(hào)貨物運(yùn)給12號(hào)工人，路上不要和1433號(hào)機(jī)器人相撞（1433號(hào)機(jī)器人和它走的是同一條道）。

但顯然，Kiva系統(tǒng)的算法并不簡(jiǎn)單，它們?cè)诮邮苤噶钸\(yùn)作的同時(shí)，還需不停學(xué)習(xí)、適應(yīng)環(huán)境，自動(dòng)更新算法。它的開發(fā)者，受邀參加2016鈦媒體T-EDGE年度盛典的安德烈教授解釋：

對(duì)于Kiva來(lái)說(shuō)，它不斷在各個(gè)層級(jí)進(jìn)行學(xué)習(xí)和適應(yīng)。我們的想法是，機(jī)器人身上使用不貴重的部件，但是我們?cè)O(shè)計(jì)的復(fù)雜的算法讓機(jī)器人能夠?qū)W習(xí)和自適應(yīng)，以至于它們能和昂貴的機(jī)器人一樣達(dá)到非常高的性能和可靠性。

安德烈現(xiàn)任蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院動(dòng)力系統(tǒng)及控制專業(yè)教授（Institute for Dynamic Systems and Control, ETH），Verity Studios的創(chuàng)始人。此前他曾在康奈爾大學(xué)任教。任職期間，他曾帶領(lǐng)康奈爾機(jī)器人足球隊(duì)贏得了四次機(jī)器人足球世界杯 RoboCup世界冠軍。

2013 年他第一次上了TED演講臺(tái)，那段關(guān)于無(wú)人機(jī)的16分鐘視頻在 TED 官網(wǎng)上點(diǎn)擊量已過(guò)千萬(wàn)。3 年后在TED 2016演講臺(tái)上，他用立式垂直起落飛機(jī)（The Tailsitter）、單螺旋機(jī)（The Monospinner）、 全向直升機(jī)（The Omnicopter）、合成蜂群（a synthetic swarm）等多款不同形態(tài)的飛行器，展示了目前無(wú)人機(jī)達(dá)到的最高智能。

無(wú)人機(jī)建塔

今年，安德烈獲得IEEE Robotics and Automation Award (它是IEEE Technical Field Award的獎(jiǎng)項(xiàng)之一，表彰在機(jī)器人和自動(dòng)化領(lǐng)域有杰出貢獻(xiàn)的個(gè)人)，頒獎(jiǎng)詞是這樣寫的：該獎(jiǎng)表彰安德烈博士對(duì)分布式合作型機(jī)器人，及商用自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用上的開拓貢獻(xiàn)。

安德烈和他的團(tuán)隊(duì)正在嘗試拓展挑戰(zhàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的邊界，讓機(jī)器完成人類做不到的事。他在2016鈦媒體T-EDGE年度盛典的演講中提到：

機(jī)器人的自動(dòng)化市場(chǎng)非常大，可能在未來(lái)的5年內(nèi)會(huì)高達(dá)135-150千億美元（Bank of America Merrill Lynch 2016）。而對(duì)機(jī)器人自動(dòng)化行業(yè)來(lái)說(shuō)，共享學(xué)習(xí)比個(gè)體學(xué)習(xí)更有益處，這是一個(gè)行業(yè)顛覆點(diǎn)。這些自動(dòng)化的機(jī)器有極大的潛力待開發(fā)，只要我們找到了一種架構(gòu)，能讓這些機(jī)器共享信息，它們就能學(xué)得更快更好，就像人分享共同記憶一樣。

未來(lái)我們將重點(diǎn)研發(fā)一個(gè)能讓機(jī)器共享信息的基礎(chǔ)系統(tǒng)，從而加速機(jī)器的學(xué)習(xí)過(guò)程。人類學(xué)習(xí)的速度其實(shí)和機(jī)器相比是有限的，機(jī)器能做很多人類做不到的事，而我們要對(duì)這點(diǎn)加以利用。

用“機(jī)器智能”一詞比“人工智能”更貼切

過(guò)去5年間，各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和效能提升的需求越來(lái)越大，對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)需求也不斷增加。云計(jì)算的出現(xiàn)和算法的不斷升級(jí)使海量數(shù)據(jù)的獲取與使用成為可能，機(jī)器學(xué)習(xí)也有了質(zhì)的飛躍。

2016年AlphaGo 和圍棋高手李世石的人機(jī)大戰(zhàn)在全世界掀起一輪人工智能小高潮，很多人開始幻想電腦智能與人腦智能兼容的“奇點(diǎn)”時(shí)刻，一個(gè)機(jī)器人與人類共存的未來(lái)。

作為目前機(jī)器人和自動(dòng)化行業(yè)的前沿領(lǐng)導(dǎo)者，安德烈對(duì)預(yù)言這樣的未來(lái)卻并不熱衷，他在接受鈦媒體編輯專訪時(shí)表示：

我一點(diǎn)都不相信“奇點(diǎn)”臨近這種理論。我認(rèn)為很多現(xiàn)在人們眼中的“顛覆性技術(shù)”，并不是憑空造出的，不是從來(lái)都不存在的?？萍嫉陌l(fā)展一直個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，有時(shí)候一個(gè)技術(shù)沒有得到重視，可能是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)或其他條件不允許。很多時(shí)候技術(shù)已經(jīng)有了，但人們還不知道怎么去使用它們。往往這時(shí)，創(chuàng)業(yè)者就會(huì)嗅到商機(jī)，找到一個(gè)能運(yùn)用這些技術(shù)的領(lǐng)域，并創(chuàng)造價(jià)值，這只是商業(yè)模式的顛覆性，而不是技術(shù)本身的顛覆性。

就像“社交媒體”這個(gè)概念，它用的并不是新技術(shù)，只是這個(gè)商業(yè)模式很創(chuàng)新。Facebook之前有很多做社交的公司，但是只有它成功了。是它的運(yùn)氣好，還是商業(yè)模式好，還是技術(shù)好，這些都很難說(shuō)，要視情況而定。這也是我對(duì)“奇點(diǎn)”這種理論存疑的原因，古往今來(lái)，并沒有這種突然間顛覆一切的技術(shù)。

他目前所想的就是接下來(lái)3個(gè)月、6個(gè)月、1年的時(shí)間，能讓手頭的機(jī)器人、飛行器做出什么新鮮事。在鈦媒體T-EDGE的舞臺(tái)上，他展示了一個(gè)能依靠一個(gè)角倒立并保持平衡的正立方體Cubli。為了讓這個(gè)立方體自主學(xué)習(xí)并達(dá)到最后的平衡，安德烈教授和他的團(tuán)隊(duì)花了3年時(shí)間。

可保持自身平衡的Cubli 

“我每次要做什么東西之前，都會(huì)進(jìn)行粗略測(cè)算，試圖證明自己的想法不是不可能的，一旦我證明了這點(diǎn)，我就會(huì)在電腦上進(jìn)行仿真模擬。如果電腦模擬證明可行，我就開始動(dòng)手制作。當(dāng)然，這個(gè)過(guò)程中有很多假設(shè)不正確，遇到這種情況，我會(huì)回去重新檢查，如果有誤，就推翻重來(lái)。”

比如他要展示的立方體，最開始想用一個(gè)栓針讓里頭的轉(zhuǎn)動(dòng)的輪子迅速停止，但這樣的方式太過(guò)粗魯，花了一個(gè)月的時(shí)間也沒能成功。后來(lái)?yè)Q了一個(gè)思路，把栓換成類似自行車的剎車片，建了新的模型，最后成功了。

Raffaello D'Andrea教授在2016鈦媒體T-EDGE年度盛典上演示

在他看來(lái)，目前的機(jī)器人發(fā)展，用“機(jī)器智能”一詞形容，比“人工智能”更貼切。他創(chuàng)造的無(wú)人機(jī)，在門外漢看來(lái)好像有能力自主學(xué)習(xí)，但其實(shí)更多用的是自適應(yīng)算法的概念（adaptive control）。自適應(yīng)控制源自自動(dòng)控制學(xué)界，使用的是經(jīng)過(guò)修改的自適應(yīng)算法。

不過(guò)，他希望將新技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)結(jié)合在一起，利用數(shù)據(jù)去學(xué)習(xí)系統(tǒng)參數(shù)或者控制策略，或者學(xué)習(xí)模型和現(xiàn)實(shí)的誤差（correction term）。讓數(shù)據(jù)去適應(yīng)算法，從多個(gè)角度看問(wèn)題，最后得出最優(yōu)解決方案。比如Kiva系統(tǒng)，很多人認(rèn)為這是一種分布式控制系統(tǒng)（distributed control system）的系統(tǒng)，而不是集中控制系統(tǒng)（centralized control system）。但這兩種系統(tǒng)在開發(fā)Kiva時(shí)并不對(duì)立:

其實(shí)用什么手段和應(yīng)用本身是相關(guān)的，有些應(yīng)用比較適合分布式的協(xié)作，有些應(yīng)用則需要集中化的管理。Kiva系統(tǒng)就是分布式和集中式控制系統(tǒng)的結(jié)合體。它們接收到的指令，是統(tǒng)一發(fā)出的，而規(guī)定了它們要往那里去的路徑規(guī)劃算法（the path planning algorithm） 則是由分布的計(jì)算機(jī)代理（distributed agents）算出的。機(jī)器人自己則會(huì)根據(jù)現(xiàn)實(shí)的狀況作出判斷。

我在生活中學(xué)到的一件很重要的事就是，不同的情況有不同的處理方法，一個(gè)完美通用的準(zhǔn)則并不存在。你需要用一種開放的態(tài)度去應(yīng)對(duì)新的問(wèn)題，才能更好解決問(wèn)題。"

在鈦媒體T-EDGE舞臺(tái)上，安德烈教授還展示了無(wú)人機(jī)和人玩拋接球，無(wú)人機(jī)托著直立木棍沿既定8字形路線飛行的視頻。這些案例的成功都是多次試驗(yàn)，改進(jìn)算法后，機(jī)器不斷學(xué)習(xí)的成果。這也是他們實(shí)驗(yàn)室的理念--用開放的思維和科學(xué)的方法，不斷超越極限，挑戰(zhàn)邊界。

不愿被貼標(biāo)簽的實(shí)干者

安德烈是一個(gè)極聰明且上進(jìn)的研究者。他出生于意大利，10歲移民加拿大，大學(xué)考上了多倫多大學(xué)工程系，并以第一名的成績(jī)畢業(yè)。1997 年，他考取了加州理工的電氣工程博士學(xué)位，后至美國(guó)康奈爾大學(xué)機(jī)械與航空工程系任教。2007年他離開康奈爾大學(xué)，到蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院擔(dān)任動(dòng)力系統(tǒng)及控制專業(yè)教授至今。

在此期間，他還共同創(chuàng)辦了Kiva系統(tǒng)，創(chuàng)立了旨在用科技創(chuàng)造新的藝術(shù)形態(tài)的Verity Studios公司。無(wú)論在學(xué)界還是商界，他都游刃有余。

雖然公眾眼中安德烈教授頭銜繁多，科學(xué)家，工程師，藝術(shù)家，無(wú)人機(jī)教父，商人，創(chuàng)業(yè)者……但他并不喜歡給自己貼標(biāo)簽，他最在意的是自己的作品。

“這些定義對(duì)，也不對(duì)。我不會(huì)用這些名號(hào)定義自己，我只是很幸運(yùn)，一直在做自己喜歡做的事情。我從記事起就喜歡動(dòng)手做東西，無(wú)論是藝術(shù)作品，還是機(jī)器人。我是由我的作品定義的，而我的作品種類很廣。”

安德烈在2016年鈦媒體 T-EDGE 年度盛典上展示的最后一段視頻里，各式無(wú)人機(jī)在他的控制下，或單飛，或旋轉(zhuǎn)，或時(shí)合時(shí)聚地載著光源在舞臺(tái)、劇院、室內(nèi)上空搖曳起舞，如夢(mèng)如幻，場(chǎng)內(nèi)外安安靜靜，所有人都看得出神。他的演講結(jié)語(yǔ)說(shuō)道：

“我本人非常熱愛研究這些新興技術(shù)。每一天我醒來(lái)，對(duì)于我們能創(chuàng)造出來(lái)的東西都有著無(wú)限幻想。我也在思考，人類是不是真的能學(xué)會(huì)魔法，通過(guò)技術(shù)，使魔法成為現(xiàn)實(shí)。

或許，“魔法師” 是一個(gè)他不會(huì)拒絕的稱號(hào)。（本文獨(dú)家首發(fā)鈦媒體，記者/元婕、吳寧川 ）

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