A-Robot-in-every-home家家都有机器人.doc

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ARobotinEveryHome

每一个家庭机器

TheleaderofthePCrevolutionpredictsthatthenexthotfieldwillberobotics

PC革命的领导人预计,下一个热门领域将机器人

ByBillGates

由比尔盖茨

Imaginebeingpresentatthebirthofanewindustry.Itisanindustrybasedongroundbreakingnewtechnologies,whereinahandfulofwell-establishedcorporationssellhighlyspecializeddevicesforbusinessuseandafast-growingnumberofstart-upcompaniesproduceinnovativetoys,gadgetsforhobbyistsandotherinterestingnicheproducts.Butitisalsoahighlyfragmentedindustrywithfewcommonstandardsorplatforms.Projectsarecomplex,progressisslow,andpracticalapplicationsarerelativelyrare.Infact,foralltheexcitementandpromise,noonecansaywithanycertaintywhen--orevenif--thisindustrywillachievecriticalmass.Ifitdoes,though,itmaywellchangetheworld.

想象在一个新行业的诞生。

基于突破性的新技术,它是一种行业中少数的公司出售商业使用和高度专业化的设备数量快速增长的初创企业产生创新的玩具,电子产品爱好者和其他有趣的利基产品。

但它也是一个高度分散的行业,一些常见的标准或平台。

项目复杂,进展缓慢,实际应用比较少见。

事实上,对于所有的激情和承诺,没有人能说任何确定性——或者即使——这个行业什么时候达到临界质量。

如果是这样,不过,很可能改变世界。

Ofcourse,theparagraphabovecouldbeadescriptionofthecomputerindustryduringthemid-1970s,aroundthetimethatPaulAllenandIlaunchedMicrosoft.Backthen,big,expensivemainframecomputersrantheback-officeoperationsformajorcompanies,governmentaldepartmentsandotherinstitutions.Researchersatleadinguniversitiesandindustriallaboratorieswerecreatingthebasicbuildingblocksthatwouldmaketheinformationagepossible.Intelhadjustintroducedthe8080microprocessor,andAtariwassellingthepopularelectronicgamePong.Athomegrowncomputerclubs,enthusiastsstruggledtofigureoutexactlywhatthisnewtechnologywasgoodfor.

当然,上面的段落可以描述计算机行业在1970年代中期,当时,我和保罗·艾伦创办微软。

当时,大,昂贵的大型机电脑跑大公司的后台运作,政府部门和其他机构。

一流大学和工业实验室的研究人员创造的基本构建块,使信息时代成为可能。

英特尔刚刚介绍了8080微处理器,雅达利是受欢迎的电子游戏Pong出售。

国产电脑俱乐部,爱好者很难弄清楚到底是什么这种新技术很好。

ButwhatIreallyhaveinmindissomethingmuchmorecontemporary:

theemergenceoftheroboticsindustry,whichisdevelopinginmuchthesamewaythatthecomputerbusinessdid30yearsago.Thinkofthemanufacturingrobotscurrentlyusedonautomobileassemblylinesastheequivalentofyesterday'smainframes.Theindustry'snicheproductsincluderoboticarmsthatperformsurgery,surveillancerobotsdeployedinIraqandAfghanistanthatdisposeofroadsidebombs,anddomesticrobotsthatvacuumthefloor.Electronicscompanieshavemaderobotictoysthatcanimitatepeopleordogsordinosaurs,andhobbyistsareanxioustogettheirhandsonthelatestversionoftheLegoroboticssystem.

但我真的有什么想法是更为现代的东西:

机器人行业的出现,这是开发一样,计算机业务30年前。

认为目前使用的制造机器人汽车装配线上相当于昨天的大型机。

该行业的利基产品包括机械臂执行手术,监视机器人部署在伊拉克和阿富汗,处置路边炸弹,和国内机器人真空。

电子公司已经使机器人玩具,可以模仿人或狗或恐龙,和业余爱好者急于拿到最新版本的乐高机器人系统。

Meanwhilesomeoftheworld'sbestmindsaretryingtosolvethetoughestproblemsofrobotics,suchasvisualrecognition,navigationandmachinelearning.Andtheyaresucceeding.Atthe2004DefenseAdvancedResearchProjectsAgency（DARPA）GrandChallenge,acompetitiontoproducethefirstroboticvehiclecapableofnavigatingautonomouslyoverarugged142-milecoursethroughtheMojaveDesert,thetopcompetitormanagedtotraveljust7.4milesbeforebreakingdown.In2005,though,fivevehiclescoveredthecompletedistance,andtherace'swinnerdiditatanaveragespeedof19.1milesanhour.（Inanotherintriguingparallelbetweentheroboticsandcomputerindustries,DARPAalsofundedtheworkthatledtothecreationofArpanet,theprecursortotheInternet.）

与此同时一些世界上最好的思想正试图解决机器人的棘手问题,比如视觉识别、导航和机器学习。

他们成功。

在2004年的国防高级研究计划局（DARPA）大挑战,竞争产生第一个机器人车辆自主导航的能力在一个坚固的142英里的莫哈韦沙漠,前竞争对手设法打破之前旅行仅7.4英里。

2005年,五辆覆盖完整的距离,和比赛的赢家是平均每小时19.1英里的速度。

（在另一个有趣的机器人和计算机行业之间的平行,DARPA资助工作,导致Arpanet的创建,互联网的前身）。

Whatismore,thechallengesfacingtheroboticsindustryaresimilartothosewetackledincomputingthreedecadesago.Roboticscompanieshavenostandardoperatingsoftwarethatcouldallowpopularapplicationprogramstoruninavarietyofdevices.Thestandardizationofroboticprocessorsandotherhardwareislimited,andverylittleoftheprogrammingcodeusedinonemachinecanbeappliedtoanother.Wheneversomebodywantstobuildanewrobot,theyusuallyhavetostartfromsquareone.

更重要的是,机器人行业所面临的挑战是类似我们解决在计算30年前。

机器人公司没有标准的操作软件,可以让受欢迎的应用程序运行在各种设备。

机器人处理器和其他硬件的标准化是有限的,和很少的编程代码中使用一台机器可以应用到另一个地方。

每当有人想建立一个新的机器人,他们通常从起点开始。

Despitethesedifficulties,whenItalktopeopleinvolvedinrobotics--fromuniversityresearcherstoentrepreneurs,hobbyistsandhighschoolstudents--thelevelofexcitementandexpectationremindsmesomuchofthattimewhenPaulAllenandIlookedattheconvergenceofnewtechnologiesanddreamedofthedaywhenacomputerwouldbeoneverydeskandineveryhome.AndasIlookatthetrendsthatarenowstartingtoconverge,Icanenvisionafutureinwhichroboticdeviceswillbecomeanearlyubiquitouspartofourday-to-daylives.Ibelievethattechnologiessuchasdistributedcomputing,voiceandvisualrecognition,andwirelessbroadbandconnectivitywillopenthedoortoanewgenerationofautonomousdevicesthatenablecomputerstoperformtasksinthephysicalworldonourbehalf.Wemaybeonthevergeofanewera,whenthePCwillgetupoffthedesktopandallowustosee,hear,touchandmanipulateobjectsinplaceswherewearenotphysicallypresent.

尽管有这些困难,当我跟人们参与机器人——从大学的研究人员到企业家,爱好者和高中学生,兴奋和期待的水平让我想起,当保罗·艾伦和我看着新技术的融合,梦想那一天电脑将在每个家庭的每张桌子上。

我看现在开始趋同的趋势,我可以预见未来的机器人设备将成为一个几乎无所不在的我们日常生活的一部分。

我相信技术,如分布式计算、声音和视觉识别,无线宽带连接将开门的新一代自动设备,使计算机执行任务代表我们在现实世界中。

我们可能会在一个新时代的边缘,当电脑将从桌面,让我们看到的,听到的,接触和操作对象的地方我们不是身体。

FromScienceFictiontoReality

从科幻变成现实

Theword"robot"waspopularizedin1921byCzechplay瓀rightKarelCapek,butpeoplehaveenvisionedcreatingrobotlikedevicesforthousandsofyears.InGreekandRomanmythology,thegodsofmetalworkbuiltmechanicalservantsmadefromgold.InthefirstcenturyA.D.,HeronofAlexandria--thegreatengineercreditedwithinventingthefirststeamengine--designedintriguingautomatons,includingonesaidtohavetheabilitytotalk.LeonardodaVinci's1495sketchofamechanicalknight,whichcouldsitupandmoveitsarmsandlegs,isconsideredtobethefirstplanforahumanoidrobot.

“机器人”一词在1921年推广由捷克打瓀卡雷尔恰,但人设想创建robotlike设备了数千年。

在希腊和罗马神话中,金属制品的神建造机械仆人用黄金做的。

在公元1世纪亚历山大的苍鹭,伟大的工程师发明蒸汽机的第一功臣,设计有趣的机器人,据说其中一个谈话的能力。

列奥纳多·达·芬奇在1495年素描的机械骑士,可以坐起来,移动它的胳膊和腿,被认为是仿人机器人的第一个计划。

Overthepastcentury,anthropomorphicmachineshavebecomefamiliarfiguresinpopularculturethroughbookssuchasIsaacAsimov'sI,Robot,moviessuchasStarWarsandtelevisionshowssuchasStarTrek.Thepopularityofrobotsinfictionindicatesthatpeoplearereceptivetotheideathatthesemachineswillonedaywalkamongusashelpersandevenascompanions.Nevertheless,althoughrobotsplayavitalroleinindustriessuchasautomobilemanufacturing--wherethereisaboutonerobotforevery10workers--thefactisthatwehavealongwaytogobeforerealrobotscatchupwiththeirscience-fictioncounterparts.

在过去的一个世纪,拟人化的机器已经熟悉的人物在流行文化通过书如艾萨克·阿西莫夫的我,机器人,电影如《星球大战》和《星际迷航》等电视节目。

机器人的普及在小说中表明,人们接受的观点,这些机器总有一天会走在我们中间助手甚至同伴。

然而,尽管机器人在汽车制造等行业中扮演着重要的角色,哪里有一个机器人每10个工人——事实上,我们还有很长的路要走真正的机器人赶上科幻同行。

Onereasonforthisgapisthatithasbeenmuchharderthanexpectedtoenablecomputersandrobotstosensetheirsurroundingenvironmentandtoreactquicklyandaccurately.Ithasprovedextremelydifficulttogiverobotsthecapabilitiesthathumanstakeforgranted--forexample,theabilitiestoorientthemselveswithrespecttotheobjectsinaroom,torespondtosoundsandinterpretspeech,andtograspobjectsofvaryingsizes,texturesandfragility.Evensomethingassimpleastellingthedifferencebetweenanopendoorandawindowcanbedevilishlytrickyforarobot.

这种差距的原因之一是,它已经比预计的要困难得多,使电脑和机器人感知周围环境,快速、准确地做出反应。

事实证明很难给机器人,人类的能力是理所当然的——例如,东方能力本身的对象在一个房间里,对声音和解释语言,和掌握对象的不同尺寸,材质和脆弱。

即使简单的事情,例如告诉开放的门和窗户之间的区别是非常复杂的机器人。

Butresearchersarestartingtofindtheanswers.Onetrendthathashelpedthemistheincreasingavailabilityoftremendousamountsofcomputerpower.Onemegahertzofprocessingpower,whichcostmorethan$7,000in1970,cannowbepurchasedforjustpennies.Thepriceofamegabitofstoragehasseenasimilardecline.Theaccesstocheapcomputingpowerhaspermittedscientiststoworkonmanyofthehardproblemsthatarefundamentaltomakingrobotspractical.Today,forexample,voice-recognitionprogramscanidentifywordsquitewell,butafargreaterchallengewillbebuildingmachinesthatcanunderstandwhatthosewordsmeanincontext.Ascomputingcapacitycontinuestoexpand,robotdesignerswillhavetheprocessingpowertheyneedtotackleissuesofevergreatercomplexity.

但研究人员也开始找到答案。

帮助他们的一个趋势是大量的计算机能力的提高可用性。

处理能力的一个兆赫,于7000年花费超过7000美元,现在可以购买硬币。

兆的存储的价格也见过类似的下降。

获得廉价的计算能力已经允许科学家从事的许多难题,是制造机器人的实际基础。

今天,例如,语音识别程序可以识别的话很好,但一个更大的挑战将建筑机器可以在上下文理解这句话的意思是什么。

随着计算能力不断扩大,机器人设计师将他们需要的处理能力解决更复杂的问题。

Anotherbarriertothedevelopmentofrobotshasbeenthehighcostofhardware,suchassensorsthatenablearobottodeterminethedistancetoanobjectaswellasmotorsandservosthatallowtherobottomanipulateanobjectwithbothstrengthanddelicacy.Butpricesaredroppingfast.Laserrangefindersthatareusedinroboticstomeasuredistancewithprecisioncostabout$10,000afewyearsago;todaytheycanbepurchasedforabout$2,000.Andnew,moreaccuratesensorsbasedonultrawidebandradarareavailableforevenless.

另一个障碍的发展机器人硬件的高成本,如传感器使机器人能够确定一个物体的距离以及电机和伺服系统,使机器人操纵物体强度和美味。

但价格下降快。

机器人所使用的激光测距仪来测量距离精度与几年前耗资约10000美元,今天,他们可以购买约2000美元。

和新的、更准确的传感器基于超宽频雷达可用于更少。

NowrobotbuilderscanalsoaddGlobalPositioningSystemchips,videocameras,arraymicrophones（whicharebetterthanconventionalmicrophonesatdist