机器人不能是傻冒，

也不能动不动就栽喷泉里。

人类社会正经历一场影响深远的技术重构。曾经只在科幻作品中嬉戏的机器，已经开始渗透我们的生活。即使你还没有机器人工友，那样的未来也不远了。自动驾驶汽车志在变革我们的马路。第一批真正的高级机器人已经在医院、建筑工地乃至沃尔玛干上活了。

但自动化革命的背后隐藏着堆积如山的难题。乐观一点，也可以说是挑战。对此，一个机器人学家小组在《科学》子刊《机器人学》上发文，列出了机器人发展面临的十大挑战，涉及众多领域：来自电气工程的新发动机，来自材料科学的新材料，乃至社会科学的伦理准则。机器人革命的确切走向并不明朗，但可以肯定的是，一大批学科都将受到冲击。

“我们想以这篇文章，作为如此多样的一个研究领域的切入点，让大家一起来拓展思路，”文章第一作者、帝国理工学院机器人学家杨广中表示。

我们不妨从硬件说起。专家组并不担心机器人具体类型的问题，比如类人机器人或协作型机器人。“这是有意为之，”杨广中说，“因为有时候，我们过度关注具体形式，而不去从根本上思考如何另辟蹊径，如何向大自然学习，如何使用新材料。”

大部分机器人都还是一副呆傻、面无表情的模样，说话也有些困难。但这种情况已经开始改变。比如，有的机器人形象越来越萌。在「软机器人」这个名称颇为形象的领域，工程师正在开发一种柔软的机器人，比如靠流动的油来改变形状。这样的机器人使用时，会安全很多。但首先，工程师们必须攻克一些难关，比如被刺破后，软机器人该如何自我修复。目前，只有一种软机器手能办到，但前提是让人热敷40分钟。理想情况是，在室温之下，机器人就能进行自我修复。

「章鱼机器人」开启了软体新时代

将经过自然界检验的灵感借鉴过来，这个过程称为生物拟态（biomimicry）。在生物拟态领域，自我修复尤为重要。比如，要复制人手，你就需要一种触感良好的软性材料，但受损之后要能自我修复。这还没完：手是一种复杂至极的工具，满是肌肉、肌腱和小块的骨头。如何将其复制过来，让机器手像人手一样灵动自如？依样画葫芦看来行不通。所以，难点就在于，如何避开这种复杂性，同时实现堪比人手的灵巧性。

生物拟态的另一个范例是机器人“Cassie”。它看上去就是两条腿，像一只没有身体的鸟。最有意思的地方是，Cassie的创造者并没有说：“好啊，就按照鸟腿的样子，复制一对出来。”而是通过计算，得出效率最高的解决方案，所得的结果恰好类似于鸟腿。但复制自然，尤其是制造类人机器人的挑战是，还得同时复制生物体无可比拟的能效。如果你想模拟出蚂蚁大小的机器人，并用传统电机，也就是超级笨重的执行器来驱动它，那我只能祝你好运。

一个解决办法是，把机器人看成一个分布式整体的一部分，而不是自成一体的执行者。比如，微型机器人合力建造复杂建筑，或是农业机器人协作收割作物。这样一来，我们就得想办法设计只有几厘米长的机器人。

当然，要构建互联的微型机器人，你还要开发相应的算法，协调成百上千台机器，这就涉及到机器人学在软件领域面临的挑战。在纯粹的数字世界内，AI正大步迈进，但具体实施又是另一回事。

举个例子，算法可以通过自学，迅速掌握某些技能，比如经过不断试错，学会辨认物体，这个过程被称为强化学习。但让机器人亲自动手，尝试幼儿游戏呢？相较于纯粹的虚拟计算，这个试错过程就漫长多了。因此，未来的难题就是让机器人操控现实世界中的新奇物件。

随着光达（lidar）等传感器的性能不断提升，价格也日益减低，在上述方面，机器人已经取得长足的进步。但它们还是经常性地掉进喷泉，或差点在人行道上碾到一条狗。因此，这方面还有待提高。

美国一安保机器人冲到了喷泉池中

这还没说到人机共处呢。机器人面临的最有意思的挑战或许涉及到人机互动方式。这看似简单：要相互避让，机器人摔倒要帮忙扶起来，诸如此类……但也会一下子变得十分棘手。比如去年，一个安保机器人就遇上了麻烦，它被指在旧金山骚扰流浪汉。

那么在情感上和实际互动中，我们和机器之间应该是什么关系？要是生产商利用这些关系，说服儿童不断购买越来越高级的玩具机器人，我们该怎么办？如果机器人没有回应爱的能力，你会真心待它吗？从伦理角度看，机器人的未来不免令人困惑。

当然，大部分的人机互动都是无害的，也会成为很多产业的常态。有的机器人，比如达芬奇系统，已经开始与外科医生并肩作战。但将来的挑战在于，随着机器人日益接手缝合伤口等枯燥型任务，越来越多的责任将被交到机器人手中。到那时，人机互动就真的成了一场微妙的舞蹈，外科医生与机器人并肩工作，互不干扰。

达芬奇机器人手术系统

真要说起来，在不远的将来，谁又能跟机器人学脱得了干系？“看看这十大挑战，”杨广中说，“有来自材料科学的材料、来自电气工程的电力、来自计算科学的导航控制、来自生物学的硬件系统。”还有伦理学家、神经科学家、脑机接口，以及安全专家防止你的类人机器人被黑后大闹一场……这越来越像是每个人的家务事了。