机器人如何帮助我们变得更年轻

丰田公司的吉尔·普拉特谈提高老年人的独立性

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一名女子正在做沙拉,机械臂环绕着她,手里拿着蔬菜和其他沙拉配料。
丹页面
蓝色的

到2050年,全球65岁或以上的人口将是现在的近两倍。80岁以上的人口将增加两倍,接近5亿。赡养老龄化人口是一个全球关注的问题,但这种人口结构的变化在日本尤其明显,到本世纪中叶,超过三分之一的日本人将达到65岁或以上。

丰田研究所(TRI),也就是由丰田汽车公司于2015年成立为了探索自动驾驶汽车、机器人和“人类放大技术”,该公司也一直在研究如何帮助老年人尽可能长时间地保持健康、快乐和独立。虽然提高老年人的自给自足能力本身是一个重要的目标,但也会减少他们从更广泛的社会中获得的支持。如果没有技术的帮助,以有效和有尊严的方式维持这些人口将变得越来越困难——首先是在日本,但很快就会在全球范围内。


一个满脸笑容,留着小胡子和大胡子,西装革履,打着蓝色领带的男人丰田研究所

吉尔普拉特丰田首席科学家兼TRI首席执行官,他认为机器人在帮助老年人解决身体问题以及提供精神和情感支持方面发挥着重要作用。他有机器人研究的背景,并在国防高级研究计划局担任了五年的项目经理,在此期间,他负责监督2015年DARPA机器人挑战赛普拉特明白,将机器人以一种有用的、负责任的、受人尊重的方式带入现实世界有多么困难。今年早些时候在华盛顿特区的一次采访中亚博真人yabo.at阿克曼(Evan Ackerman)表示,解决这个问题的最佳方法是以人为本:“这不是机器人的问题,而是人的问题。”

在相对短期内,我们可以用家用机器人有效可靠地解决哪些重要问题?

吉尔普拉特:我们将老龄化社会视为我们感兴趣的头号市场驱动因素。在过去的几年里,我们已经意识到老龄化社会带来了两个问题。一种是在家中为需要帮助的老年人服务,另一种是在社会上为需要提高生产力来养活更多老年人的年轻人服务。抚养比是指工作人口与不工作人口的比例。举个例子,在日本,用不了几年,这个比例就会接近1:1。我们从未见过这种情况。

解决身体问题是帮助老龄化社会更容易的部分。更大的问题其实是孤独。这听起来不像机器人技术,但它可能是。与孤独相关的是,关键问题是要有目标,要觉得你的生活仍然有价值。

我们要做的是建造一台时间机器。当然我们不能那样做,那是科幻小说,但我们希望能够让一个人说,“我希望我能年轻10岁”,然后有一个机器人有效地帮助他们尽可能多地过上那种生活。

有许多不同的机器人方法可以用来解决你所描述的问题。你从哪里开始呢?

普拉特:让我从一个例子开始,这是一个我们一直在谈论的例子,因为它有助于我们思考:想象我们制造了一个机器人来帮助做饭。老年人通常在做饭方面有困难,对吧?

嗯,一个机器人的想法是为人做饭。这个想法可能很诱人,因为还有什么能比一台煮饭的机器更好呢?大多数机器人专家都很年轻,而且大多数机器人专家都有这些有趣的、令人兴奋的、技术上的东西需要关注。他们会想,“如果有机器为我做饭,给我送食物,这样我就可以回去工作了,这不是很棒吗?”

但对于老年人来说,他们真正觉得有意义的是仍然能够做饭,仍然能够有“我仍然可以自己做这个”的真诚感觉。这是时间机器的想法——帮助他们感觉他们仍然可以做他们过去能够做的事情,仍然可以为家人做饭,为他们的幸福做贡献。所以我们现在正试图弄清楚如何制造具有这种效果的机器——帮助你做饭,但不是为你做饭,因为这是两回事。

一个带有移动底座的黑白两色双臂机器人正在清扫客厅的地板家用机器人可能看起来不太像这个研究平台,但这就是TRI学习制造有用和安全的家用机器人的方法。整理和清洁是体力上的重复任务,非常适合家用机器人,但仍然是一个挑战,因为每个家庭都是不同的,每个人都希望自己的家有不同的组织和清洁方式。丰田研究所

我们如何应对这种专注于解决技术问题而不是更有影响力的问题的诱惑?

普拉特:我们学到的是,你从人开始,从用户开始,然后你说,“他们需要什么?”尽管我们都喜欢小工具、机器人、马达、放大器、手、胳膊、腿等等,但请先把这些放在一边,然后说:“好吧。我想想象自己是祖父母。我退休了。现在出行不像我年轻时那么容易了。大部分时间我都是一个人。”我们如何帮助那个人有一个真正更好的生活质量?在这种情况下,偶尔会出现机器人技术可以提供巨大帮助的地方。

第二点建议是尽量不要在有灯的地方找钥匙。有句古老的谚语说,有人晚上把钥匙掉在街上,所以他们会在路灯下找钥匙,而不是在他们掉钥匙的地方找。在机器人领域,我们有一种不幸的倾向,我也曾经这样做过,“哦,我知道一些数学,我可以用它来解决这个问题。”那里有光。但不幸的是,真正需要解决的问题在那里,在黑暗中。重要的是要抵制诱惑,不要把机器人技术作为解决可处理问题的工具。

听起来社交机器人可能会满足其中一些需求。你认为社交机器人在照顾老人方面的合适角色是什么?

普拉特:对于患有晚期痴呆症的人来说,事情可能会非常非常艰难。有很多类似机器人或玩偶的东西可以帮助痴呆症患者感到更轻松,并真正提高他们的生活质量。他们有时会让那些没有残疾的人感到毛骨悚然,但我相信他们实际上很好,他们可以很好地扮演这个角色。

还有另一个巨大的市场,如果你从商业角度考虑的话,许多人的生活可以得到极大的改善,即使他们只是退休了。也许他们的配偶已经去世,他们没有太多的事情要做,他们感到孤独和沮丧。通常情况下,他们中的许多人不像他们的孩子或孙辈那样擅长技术。事实是他们的孩子和孙辈都很忙。那么我们能做些什么呢?

这里有一个非常有趣的困境,那就是我们想要建立一个社会辅助技术,但我们不想假装机器人是一个人。我们发现人们会将社交机器拟人化,这并不奇怪,但重要的是不要越界,因为我们正积极地试图推广这台机器实际上是真实的——它是一个人,或像一个人。

所以我们可以做很多事情。这一领域才刚刚开始,在未来5到10年内,人们的生活将得到很大程度的改善。在社交机器人领域,我们可以用机器人帮助孤独的人与他们的孩子、孙辈和朋友建立联系。我们认为这是一个巨大的、未开发的潜力。

一个黑白相间的双臂机器人在厨房里握着一个玻璃杯家用机器人可能看起来不太像这个研究平台,但这就是TRI学习制造有用和安全的家用机器人的方法。感知和抓取像水杯这样的透明物体是一项特别困难的任务。丰田研究所

在人类和机器之间建立联系的数量上,你的界限在哪里?

普拉特:我们不想欺骗任何人。我认为,我们应该在道德上非常严格,不要试图欺骗任何人。人们会欺骗自己,我们不需要为他们做这些。

在某种程度上,我们可以说,“这是你的机械化私人助理”,这是可以的。它是一台机器,它在这里以个性化的方式帮助你。它会知道你喜欢什么。它会知道你不喜欢什么。它会提醒你去锻炼,打电话给你的孩子,打电话给你的朋友,联系医生,所有这些人们很容易忘记的事情。有了这些社会辅助技术,这就是思考的方式。它不是取代别人。它能帮助你与他人建立更多的联系,并因此过上更健康的生活。

你认为人类应该在多大程度上参与消费机器人系统的循环?它在哪里最有用?

普拉特:我们应该不愿意做幕后的人的事情,尽管从商业的角度来看,我们绝对需要这样做。例如,假设有一个人驾驶自动驾驶汽车来到一辆双停汽车前,自动驾驶汽车不想越过双黄线绕过去。当然,车辆应该打电话回家说:“我需要一个例外来越过双黄线。”一个人,出于各种原因,应该决定是否可以做驾驶中人类的部分,也就是破例,在这种特殊情况下不遵守规则。

然而,让人从远处实际驾驶汽车的前提是,他们之间的通信联系是如此可靠,就好像人坐在驾驶座上一样。或者,它假设汽车避免碰撞的能力非常好,即使通信链路断开,汽车也不会碰撞。这两件事都很难做到。所以远程的人类,执行监督功能,这很好。但我认为我们必须小心,不要愚弄公众,让他们认为没有人坐在汽车的前排座位上,但仍然有一个人在驾驶——我们只是把那个人移到了一个你看不到的地方。

在机器人领域,很多人谈到了这样一个想法,我们将有一台机器来打扫我们的房子,由世界上某个地方的人来操作,这将有助于创造就业机会。我认为从实用主义的角度来看,这是很难做到的。我希望我们创造的工作比坐在桌子前,在地球另一端的某人家里操作清洁机器更好。这当然不像必须在那里做这项工作那样耗费体力,但我希望清洁机器人能够在几乎所有时间里都能自己打扫房子,只是偶尔当它被困住时,它会说:“哦,我被困住了,我不知道该怎么办。”然后人类就可以帮忙了。我们想要这项技术的原因是为了提高生活质量,包括那些机器的监督者。我不想只是把工作从一个地方转移到另一个地方。

一个带有白色柔软柔韧抓握表面的两个手指机器人抓取器可以抓取一个蓝色圆柱体这些气泡抓取器触感柔软,使人类可以安全地与之交互,但它们还包括必要的传感功能,能够抓取和识别各种各样的物体。丰田研究所

你能举例说明TRI正在研究的一项对老年人有益的技术吗?

普拉特:这样的例子有很多。让我选一个非常具体的例子:Punyo项目

为了真正帮助老年人像年轻人一样生活,机器人不仅需要安全,还需要强壮和温和,能够像人类一样感知和反应预期的和意外的接触和干扰。当然,如果机器人要改变许多人的生活质量,它们也必须负担得起。

柔顺驱动,即机器人感知物理接触并灵活地做出反应,可以让我们实现部分目标。为了解决剩下的问题,我们开发了带有仪器的、功能性的、低成本的兼容表面,手感柔软。我们从具有高分辨率手部触觉传感的气泡抓取器开始,现在我们正在为机器人身体的所有其他部分添加柔性表面,以取代刚性的金属或塑料。我们的希望是让机器人硬件拥有最强大的人类助手的力量、温柔和身体意识,并让大量老年人或残疾人负担得起。

你认为DARPA的下一个机器人挑战应该是什么?

普拉特:哇。我不知道!但我可以告诉你我们(在TRI)是什么。我们现在在杂货店给自己一个挑战。这并不意味着我们想要构建一个机器去杂货店购物,但我们认为试图处理所有困难的事情,当你在杂货店store-picking东西虽然有一些旁边,找出问题是即使是一半的标签撕,把它在basket-this是一个挑战任务,将开发同样的功能我们需要对很多其他的事情在家里。我们一直在寻找一项任务,不需要我们邀请1000个人让我们进入他们的家,结果发现杂货店是个不错的任务。我们很难让人们明白,重要的不是商店本身,而是让你在商店里工作的能力,我们相信这些能力会转化为其他很多东西。这就是我们正在研究的东西。

你的职业生涯从学术界到DARPA再到现在的TRI,你对机器人技术的看法有什么变化?

普拉特:我想我已经学到了我之前告诉你的那一课——我现在更明白了,这不是关于机器人,而是关于人。最终,以用户为中心的设计观点说起来容易,做起来却很难。

作为技术人员,我们进入这个领域的原因是我们热爱技术。我可以坐在一张纸上设计东西,感觉很棒,但我从来没有想过它实际上是为谁设计的,我试图解决什么问题。所以这是一种寻找钥匙的方式。

最难的事情是寻找哪里比较暗,哪里感觉不太好,你实际上可以说,“首先让我和很多人谈谈,他们将成为这个产品的用户,了解他们的需求是什么。让我不要陷入问他们想要什么,并试图建立他们的陷阱,因为这不是正确的答案。”所以我学到的最重要的是需要站在用户的角度,从这个角度去思考。

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3种方法帮助NASA的全电动飞机起飞

N3-X计划于2040年推出,最多可搭载300名乘客

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一架飞机在云层中飞行的插图

美国宇航局提出的全电动N3-X飞机载客量将是目前电动飞机的10倍。

美国国家航空航天局

这篇文章是我们独家报道的一部分IEEE期刊手表系列与IEEE Xplore合作。

全电动飞机的竞争正在进行中,一些早期设计正在成为头条新闻。在过去的九月,一个原型Eviation爱丽丝完成了8分钟的首飞,以及更多的型号等Heart Aerospace的ES-30,预计将在未来几年内首次亮相。然而,到目前为止,所有这些型号的设计都只能搭载30名或更少的乘客,而且飞行距离很短。

例如,Eviation Alice只能让两名机组人员和九名乘客在200米的距离上飞行463公里ES-30的全电动型号虽然设计最多可搭载30名乘客,但其航程仅为200公里。为了真正降低温室气体排放,缓解气候变化的影响,需要更大的全电动飞机。值得注意的是,大型飞机的温室气体排放占航空业温室气体排放的75%以上,考虑到历史上航空旅行每年增长4%至5%,这些排放可能会随着时间的推移而恶化。

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一名戴着安全帽、护目镜、穿着工作服的男子站在工业设备附近

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