机器伙伴：人机协同的未来时代

作者简介

[英]彼得·马修斯（Peter Matthews）是一位英国作家兼研究科学家，他在IT领域拥有超过40年的丰富经验。他的研究涉猎广泛，涵盖从主机/Unix编程到安全云计算、DevOps以及协作机器人技术等多个领域。大部分时间，彼得致力于前沿技术的研究工作，参与的项目包括为足球俱乐部开发机器学习算法、设计多层级安全数据库系统，以及构建面向对象的应用基础设施。此外，他还领导了多个研究小组，深入探讨宏观社会、政治和经济趋势对未来技术的影响。 [美]史蒂文·格林斯潘(Steven Greenspan)是一位拥有纽约州立大学水牛城分校认知心理学博士学位的学者，他曾在加州大学圣地亚哥分校和印第安纳大学进行博士后研究。在本书撰写期间，他担任弗吉尼亚大学的访问学者。史蒂夫是信息和通信技术（ICT）领域的创新者，拥有超过50篇经过同行评审的期刊论文和79项美国专利，其中包括描述双因素和双设备认证与授权的首个专利。他的当前研究兴趣主要集中在复杂系统中的用户体验与协作、差分隐私、伦理决策制定，以及将科学研究融入具有社会责任的应用和服务中的创新方法。

内容简介

引言: 缓步迈向乌托邦世界 当全新的织机和工作规范横空出世时，英国的纺织技工们感到自己的生计受到了严重威胁，于是打着“卢德将军”的旗号，四处捣毁织机和工厂，并试图说服英国政府否认技术进步，禁止使用新型机器。这些人史称“卢德派”。如今，卢德派已成为惧怕新技术的人的代名词，而自动化和机器人技术则催生了大批现代卢德派。 毋庸置疑，自动化和机器人技术及其各种表现形态必然会对社会以及每个人的生活和工作产生影响，而这种影响可能远远大于当年织机和新工作规范对于卢德派的影响。社会上充斥着大量的负面报道和令人恐慌的谣言，进一步加深了人们的焦虑。抵制卢德主义思潮绝非易事，最好的办法就是加强教育。当人类的工作被机器取代时，产生这种本能反应也不足为奇。 媒体总是不甘寂寞，不停地宣扬“2030年将有近900万英国人因人工智能而失业”“机器人正在抢走你的饭碗!”，或者 “当人工智能无处不在时，我们的社会将变成什么样子？”人们本来就对未来惶恐不安，而电影和电视节目还在不停地宣扬人类正受到逐渐占据主导地位的机器的威胁，从而进一步加剧了这种社会性焦虑。 科幻类的影视剧和文学作品尤其青睐这种题材，从而在不知不觉中加深了人们的恐慌心理。人类对机器人的恐慌可以追溯到机器人这一术语的最初使用。1921年，捷克剧作家卡雷尔 (Karel)在其作品《罗素姆万能机器人》（Rossum’s Universal Robots）中首创了机器人一词。从严格意义来说，该剧中的机器人并非我们所熟悉的那种机器人，实际上，它们更像是一种半机械人，也就是人类和机器的组合体。机器人加入叛军，试图毁灭人类。这种毁灭人类的主题在灾难和恐怖类作品中经久不衰，时刻影响着公众的态度。 近年来，硬件和软件技术的大幅进步显著推动了自动化和机器人技术的发展3。机器人操作系统 (ROS)、改进的传感器和编码器都是机器人领域的核心技术。人工智能（AI）成为推动自动化和决策发展的重要技术。随着硬件技术不断发展，芯片和图形处理器的体积更小、速度更快，设备功耗更低，再辅以其他先进技术，使机器人技术的发展突飞猛进，影响着人类的日常工作与实践。如今，越来越多的软件和实体机器人被应用到现有工作中并发挥重要作用。这些新兴事物将会影响人们未来的薪酬，并减少知识工作者的数量。 自从工业机器人取代汽车工厂的生产线工人以及软件自动化取代常规分类账管理以来，人们就对包括机器人在内的基于计算机的自动化工作的职业不稳定性表示担忧。随着机器学习不断发展，人工智能工具可以处理更复杂的任务，人们的担忧与日俱增 本书将通过概述当今设计师和开发人员所面临的重要技术问题来探讨自动化、协作机器人技术以及它们与未来工作的关系。 新技术对工作的影响可以视为“工作和社会的预期变化”、“技术挑战”和“技术研究”三者之间的重叠部分 本书的第一部分“为未来工作做准备”描述了未来工作的社会、政治和经济背景。我们将介绍自动化和机器人技术，以及人工智能技术。本部分还包含一些定义和描述，以阐明本书中使用的术语。 第二部分“机器人在工作”描述了当今机器人的工作方式以及与人类互动的方式。本部分包括对机器人流程自动化的价值论证，一些企业通过使用软件机器人已经很好地实现了机器人流程自动化的价值。此外，本部分还探讨了机器人协作以及智能建筑和自动驾驶汽车等领域。 最后一部分“机器人与社会的意义”阐述了可能会在未来推动或破坏自动化和协作机器人的价值的两大主要领域。第一个领域“数据融合”，是一种可以帮助机器人理解全部可用数据的基本技术。可用数据包括没有预定义数据模型的或未以预定义方式组织的数据，即非结构化数据。我们将阐述将这些非结构化数据(如视频和音频数据) 融入操作环境视图（其中包含表格、数据流和数据库中的结构化数据）中的重要性。第二个领域是“策略和规程”，我们将针对人们对于失控或有故障的系统和环境的顾虑开展探讨。机器人技术、机器学习和软件机器人技术的规程和合规性监管目前仍处于起步阶段。前文所述的几个引发公众恐慌的故事也激发了人们对这一领域的兴趣。 本书不仅可以从内容上划分为以上三大部分，还可以基于两位作者的经验和判断来划分为两种观点。一种观点关注机器人和流程自动化面临的技术挑战。如何调整工作以利用机器人技术和自动化的最新成果？目前该技术存在哪些局限性？我们应该如何解决这些问题？哪些应用最有可能从机器人技术的最新成果中受益？不同的应用如何在 同一个技术解决方案中实现协作？这些问题体现出彼得的背景和兴趣，他从20世纪90年代末开始就钻研机器学习和软件机器人技术。彼得在数据库完整性、信息系统管理和决策支持等方面的丰富经验在本书第二、三、五和 六章 (即“技术定义”、“机器人流程自动化”、“无臂机器人”和“数据世界中的机器人”)中充分展现。 另一种观点则关注机器人对企业和工作管理的影响。机器人和自动化的应用对企业决策和组织结构有何影响？在人类与协作机器人共存的世界中，人类需要掌握哪些新的竞争技能？机器人需要具备哪些能力才能在团队中实现高效协作？制造和使用机器人的公司应承担哪些责任和义务？这些公司应如何与政策制定者合作，创造一个可持续发展的健康社会？这些问题体现出史蒂夫在认知和组织心理学以及用户体验设计方面的经验。史蒂夫在隐私、信息技术和信任方面的研究为第一、 四和七章的 （“机器人会取代人类吗？”、“团队中的机器人”和“社会中的机器人”）观点提供了理论基础。 这两种观点可以让我们研究机器人与自动化技术之间的关系以及业务流程与企业之间的关系。 本书有何特色？ 很多书籍和文章都从社会、经济和政治的角度来探讨未来工作前景。本书则另辟蹊径，着重探讨了技术、研究和为未来工作做准备之间的关系。两位作者都具有深厚的科研背景、曾与一流的大学和研究机构开展合作，对不断发展的自动化和机器人领域的基础研究的现状和进展具有深刻的洞察力。他们对云计算、人工智能、企业自动化，风险管理和决策等方面都有深入研究并且参与了许多重要的研究项目。协作机器人技术、数据融合、智能建筑和网络边缘管理是他们的最新研究课题，也为本书提供了理论支持。本书探讨的许多研究挑战都处于早期解决阶段。 为了验证研讨结论，我们将与一流的科研人员进行面谈和讨论。这些科研人员都是各个行业领域的翘楚，他们将阐述各自的研究成果，关注重点以及该研究的未来目标。 人类与机器人的交互方式对于我们理解协作机器人和自动化非常重要。我们将探讨人类如何与机器人合作，机器人之间如何互相合作，以及它们如何进行团队协作。我们将以未来工作为背景对此进行探讨。 本书并未探讨工业机器人及其对生产线和工人的影响，因为我们认为执行重复性任务的工业机器人不会给现状带来显著改变，而协作机器人及其与人类合作者的关系将在未来的岁月中持续发展进步。 未来工作前景 在前文中，我们已经提及了一些大众媒体和专业媒体的炒作。尽管此类宣传在一定程度上会影响公众的观点，但并不能左右总体推测结论。很多商业和学术作家、分析师和研究人员都在推测新技术关于 对劳动者的影响。我们可不打算像某些作家那样用水晶球故弄玄虚地预测未来，而是基于当前的事实和新的科研成果来进行推测，进而总结出自动化和协作机器人对工作和社会产生的影响。有一些作家对此类影响进行了有趣的分析。斯蒂芬·塔尔蒂曾于2018年在《史密森尼杂志》（Smithsonian magazine）上发表文章《当人工智能无处不在时，我们的社会将变成什么样子？》（What Will Our Society Look Like When Artificial Intelligence Is Everywhere）4，预测未来人工智能的商业应用将日益增多。这一观点得到了大学和分析师团体的许多报告以及Statista的预测报告的支持。根据预测，到2025年，全球人工智能软件市场有望增长154%，市场总额预计将达到226亿美元5。 对未来工作前景进行早期调研将为相关科研和技术的讨论奠定基础。我们将在开篇阐述我们对未来工作的看法，然后探讨科研和技术，最后阐述机器人在社会中的定位。本书引用的一些技术术语和科研实践流程可能会较难理解，但我们会尽量简单明晰地解释这些术语。涉及经济领域时，我们会让马丁·福特（Martin Ford）出场，他对机器人的崛起和经济影响等方面的研究颇有成效6。 政客们的任务艰巨，需要动员劳动者做好充分准备以应对自动化技术带来的就业机会和相应的经济冲击。他们会为劳动者提出很多建议来创造收入，比如自己来聚合数据并出售访问权限，而不是被动等待数据聚合商。7 还有一些其他的建议，比如保障基本生活工资等。显然，社会将不得不适应未来就业形势的变化和影响，因为这种影响与当年卢德派试图摧毁的 “织布机” 一样具有强大的破坏力。 1.本书深入剖析了您必须掌握的前沿技术，助您从容应对世界变革的浪潮，其中重点解读了自动化与机器人技术的核心构建模块。以真实世界的研究项目为例，生动展示了工作、任务以及未来社会治理的深刻变化，您将得到宝贵的洞察和启示，助您把握未来发展的脉搏。 2.如何调整工作以利用机器人技术与自动化的最新成果？目前该技术存在哪些局限性？如何解决？哪些应用最可能受益？不同应用如何实现技术协作？这些问题体现出作者对自动化协作的深刻理解。他在数据库完整性、信息系统管理和决策支持等方面的丰富经验在本书得到了充分展现。