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「高達」、「變形金剛」、「鐵甲奇俠」——這些名字在教室里一提起,學生們定必心馳神往,思緒飛向那些在電影、漫畫等流行文化中拯救世界的英雄。但回到現實,機械人在人類文明的進步中確實扮演了不可或缺的角色。由第三次工業革命開始,從工廠的生產線,到農田的耕作,乃至手術室的精密操作,甚至遙遠太空的探索,機械人的身影無處不在,它們的應用已橫跨了許多領域。時至今日,機械人的發展迎來了一個劃時代的突破——人形機械人(humanoid robot)。它們不僅在外形上模仿人類,更在智能互動和自主行動上展現出與人類相似的能力,預計在醫療、教育、家庭服務等領域帶來革命性的變化。


何謂「人形機械人」?

人形機械人的設計模仿了人類外形和行為,其設計目的是讓它們能夠在人類的生活環境中更自然地移動和操作,從而更好地與人類互動,執行任務,或模擬人類的行為。與一般機械人相比,可能有各種形狀和大小,並不一定像人類;它們可能被設計來完成特定、重複的任務,如工業機械人臂。這些機械人可能毋須像人形機械人那樣複雜的運動或認知能力,因為它們的功能單一,設計也更具針對性。

2023年10月20日,中國工業和信息化部發布《人形機器(械)人創新發展指導意見》,其中指出了我國發展「人形機械人」所需的重點技術,以下我們略作解釋。

1. 「大腦」技術:這是人形機械人理解和與周圍世界互動的能力,包括創建能夠處理大量訊息、管理大數據並迅速作出決策的智能系統。這有助於機械人在不同環境中,如家庭或工廠,與人類良好地協作。這相當於人類大腦(Cerebrum),令我們能夠與身邊的人和環境互動,以及作出合理的判斷。人形機械人通常會使用人工智能技術來感知和回應外部環境,以及與人類進行交互。因此,人形機械人一般包含人工智能技術。

2. 「小腦」技術:這種技術使人形機械人能夠在不平坦的地形上穩定行走,類似於人類小腦(Cerebellum)控制平衡和協調動作的功能。透過模擬物理現象並學習新動作,這些技術賦予機械人在非結構化環境中,如災害現場,進行有效導航和任務執行的能力。

總言之,人形機械人更具智能、更能幹和適應性更強,從而可在各種環境和任務中提供更靈活自主的幫助。


中國研發的GR-1

人形機械人還未普及,根據中國工信部發布的《人形機器(械)人創新發展指導意見》,政府和業界計劃於2025年實現人形機械人的批量生產,由中國研發的GR-1人形機械人,便是當今的佼佼者。

GR-1人形機械人身高165公分,重55公斤,最高步行速度為每小時5公里,能夠進行類似人類的動作、障礙物避讓,以及在斜坡上保持穩定,其髖關節模組使其能夠攜帶重達50公斤的物品。GR-1能識別物體、人員,並執行諸如障礙物避讓和視覺任務指導等功能。機械人的手部能夠穩固地抓握物品,模仿人手在抓取圓柱物體時的動作。

GR-1的設計不僅是為了運輸任務,結合了大型語言模型,GR-1的智能得到提升,使其能夠進行更接近人類的推理和交流,包括研究與教育、接待與導覽、娛樂與展覽、工業生產與物流、醫療與康復、安全檢查、家庭服務,以及陪伴等。

當中「醫療與康復」將是重要的一環。在老齡化社會中,GR-1將在醫療保健領域扮演重要角色。GR-1能夠協助完成日常生活中的各種活動,例如幫助老年人穿衣、用餐,以及進行輕度運動,這些都有助於提高他們的生活自理能力。在家務勞動方面,GR-1可以幫助打掃、整理房間,從而減輕家庭照護者的負擔。更重要的是,GR-1能夠在老年人遇到跌倒或其他緊急情況時,立即進行應對,通過內置的通訊系統聯繫家人或醫療機構,確保他們能夠獲得快速而有效的援助。GR-1的設計也注重與人類的交互,使其能夠理解並回應老年人的語音指令,提供貼心的陪伴和交流,緩解他們的孤獨感和焦慮。這項科技的發展呼應了中國工信部發布的《智慧健康老年產業發展行動計劃》,以科技創新為推動力,旨在提升老年人的生活品質和健康水平。

科技進步為我們解決社會問題提供了新途徑。GR-1人形機械人在醫療與康復領域的應用,以及它在其他領域的潛在作用,證明了人形機械人不僅能提升生活品質,還有效應對社會的挑戰。隨着人形機械人技術的成熟和量產化,我們期待它們在應對人口老齡化等問題時,能夠提供新視野、新方針。

GR-1人形機械人短片介紹


小思考,大智慧

人形機械人在歷史上出現過嗎?


參考答案

在《列子.湯問》中,記載了一位名為偃師的工匠為周穆王創造的機械人形。這個機械人形能夠模仿人類的歌唱和舞蹈,其精巧程度讓周穆王一度誤以為它是真人。偃師展示了其內部結構,包括用各種材料模擬的人體器官和肢體,周穆王驚歎其創造力,並將這個機械人形帶回宮中。

這段故事是歷史上對人形機械人的寫實記載,或是早期的科幻小說,我們猶未可知。不容否定的是,它反映了古代中國對於機械自動化的渴望。偃師的機械人形,或許是神話,卻顯示了古人對人體構造和功能的認知,以及他們對自動化和技術應用於解決問題的展望。當代的人形機械人又會為人類社會帶來甚麼助力?我們還看今朝。


本欄逢周四刊登,由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿,旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料,引發學生探求知識的興趣,將學習融入生活,培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。

文:東華三院王余家潔紀念小學校長劉秀萍、東華三院王余家潔紀念小學老師陳潁釗、東華三院王余家潔紀念小學老師阮駿

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