我們與機器人的光明未來: 建造更美好的世界 | 誠品線上

The Heart and the Chip: Our Bright Future with Robots

內容簡介

內容簡介 這本書是寫給所有關心未來的人：不論你是工程師、教育者、醫師、創業者，還是一位渴望理解這個時代脈動的讀者，都能從中找到啟發。願這本書如同導航星辰，提醒我們：真正的進步，不是科技替代人類，而是科技讓我們成為更好的人。—— 林百里，廣達電腦董事長「機器人之母」羅斯是全球第一流的機器人專家和夢想家，透過專業作家莫恩的筆，生動介紹了當今最有前瞻性的尖端科技。內容涵蓋三個重點領域，彼此相互關聯：一、機器人技術：機器人並不是我們以為的，模樣很像人的機器。只要是可用軟體程式控制的機械裝置，例如無人機、自駕車、可鑽入牆壁去維修管線的蛇形機器人、自動送病人去做檢驗和動手術的醫院輪床、像鋼鐵人的那身硬殼裝備、以及安裝了晶片的機能服裝，都可以稱為機器人，重點是它必須能感測、能分析評判、並做出反應。二、AI：人工智慧與人類智能之間，有本質上的區別，我們必須明白AI能做什麼與不能做什麼，才會知道該如何與AI合作，讓AI在非常具體的特定領域，幫助我們進行推理和決策。三、機器學習：這項技術貫穿了機器人學和AI，主要用於分析大數據，找出模式，做出預測。這是當今AI技術的基石，但機器學習和AI常遭混淆。AI已然成為商業和市場行銷的流行語彙，但你可以將機器學習視為模式辨識系統，負責支援AI，幫助AI系統執行更高階的決策和推論。結合這三項技術，我們將可以完成《哈利波特》、《星際大戰》電影中看到的大部分神奇內容，賦予自己超能力。如今，一場劃時代的機器人革命正在進行，愈來愈多的智慧機器將會在各個領域（產業、醫療、環保、教育、旅遊、探索太空等等），影響我們的工作與生活，而我們正處於很令人興奮的風口浪尖上。不過，機器人雖然具有驚人的能力，但它們缺乏人類的內心。這項技術愈是蓬勃發展及廣泛應用，愈會造成人心與智慧機器之間的緊張關係（例如擔心工作機會遭剝奪，變成無用階級）。羅斯也提出了對策，要讓機器人的力量用於為人服務，為每個人打造更美好、更令人興奮的未來。重磅推薦（按姓氏筆劃序）林百里 廣達電腦董事長林憲銘 緯創集團董事長羅仁權 台大電機系名譽教授這是一本兼具趣味性與知識性的書，探討了極為重要的科技領域……描繪了機器人未來幾乎難以想像的潛力——機器人將承擔眾多新任務，協助應對人類文明面臨的緊迫挑戰。作者也提出一些策略，以因應機器人遍布之後的潛在風險。—— 蘇珊．哈克斐德（Susan Hockfield），麻省理工學院（MIT）榮譽校長很少有人像丹妮拉·羅斯，夠資格解讀AI和機器人技術的現狀與未來。她對於推動這些領域的技術與熱情，有著獨到的見解，並結合了應用過程中，人性層面的深刻倫理視角。任何想要創造未來的人，都必須閱讀這本書。—— 閔德爾（David A. Mindell），Unless公司共同創辦人，MIT教授機器人學和AI領域的精采入門著作……清晰解釋了機器人與超級英雄的關聯，以及機器人技術與魔法之間，日益縮小的差距。每一位有志成為科學家或工程師的人，都不可錯過這本書。丹妮拉·羅斯對於人類文明面臨的重大挑戰中，科技所能扮演的角色，也有鼓舞人心的描述，所有關心我們未來的人，不可不讀。—— 庫馬爾（Vijay Kumar），賓州大學工程學院教授丹妮拉．羅斯對機器人和AI的瞭解，幾乎無人能及。她帶領讀者踏上一場探索尖端科技的旅程，她和許多同儕共同描繪出一個引人入勝的願景：在那個世界裡，機器人與人類密切合作，提升了我們的能力，共同創造了對所有人（尤其是身障人士或弱勢族群）更美好的世界！—— 基奧（John Keogh），美國圖書館協會《書單》期刊評論丹妮拉．羅斯站在MIT機器人、AI與電腦革命的輻輳之地，簡潔解釋了未來的發展方向。—— 恩里克斯（Juan Enriquez），《進化中的我們》作者

作者介紹

作者介紹 丹妮拉．羅斯（Daniela Rus）／著麻省理工學院「電腦科學暨人工智慧實驗室」（CSAIL）主任，維特比（Andrew and Erna Viterbi）電機工程暨電腦科學講座教授，康乃爾大學電腦科學博士。研究興趣是機器人、行動運算和資料科學。擁有多項榮銜：2002年麥克阿瑟獎得主、電腦學會（ACM）會士、人工智慧促進協會（AAAI）會士、國際電機電子工程師協會（IEEE）會士、美國國家工程院（NAE）院士、美國文理科學院（AAAS）院士。葛瑞格里．莫恩（Gregory Mone）／著十四本成人書籍與童書的作者或合著者，其中包括《紐約時報》暢銷書《科學大世界》、《關於聖誕老人的真相》、與奈伊（Bill Nye）合著的《傑克與天才》系列小說。莫恩將多本非小說書籍改編成適合年輕讀者的暢銷書，包括泰森（Neil deGrasse Tyson）的《船上的男孩》、《安靜》和《宇宙必修課》。著作已翻譯成十二種語言，並入圍多項美國圖書獎和國際圖書獎，其中包括英國皇家學會青年圖書獎。張嘉倫／譯輔仁大學跨文化研究所翻譯學碩士班畢業。現為自由譯者，譯作有《巨科技》（合譯）、《醫療大數據》（合譯）、《可不可以不變老？》《為什麼要戀愛》、《發現你的共感天賦》、《WEB3新商機》等書。

產品目錄

產品目錄 推薦序 機器之芯，亦是人之心 林百里引 言 機器人賦予我們超能力第一部 夢想第1章 心有餘，力也足第2章 超越感官極限第3章 一寸光陰一寸金第4章 克服重力第5章 機器人的魔法第6章 化隱為顯第7章 精準執行第二部 現實第8章 如何建造機器人？第9章 機器人的大腦第10章 靈巧操作第11章 機器人如何學習 機器人相關技術概覽第12章 科技專家的待辦事項清單第三部 責任第13章 可能的未來第14章 可能發生的問題？第15章 未來工作第16章 運算教育第17章 前行的巨大挑戰結語 機器人之夢誌謝參考資料

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試閱文字

內文 : 引言 機器人賦予我們超能力

我的工作是打造機器人，包括它們的身體和大腦。其他人得知我的職業時，通常會有兩種反應。一部分的人會憂慮，開玩笑提起「天網」，這個虛構的電腦系統在電影《魔鬼終結者》中引發了機器革命，他們會詢問機器人何時接管全世界；另一部分的人則會問，他們的車何時能自動載他們上下班。
我的回答呢？前者永遠不會發生，後者還需要很長的一段時間。然而，目前確實有一場機器人革命正在進行，並且為我們的社會和生活帶來巨變。在這史無前例的時刻，目前有大約三百一十萬臺機器人在工廠中作業，從組裝電腦到包裝產品，再到監測空氣品質，無所不包。我們即將迎來更多激動人心的新機會和新應用。機器人不會搶走我們的工作，反而是讓我們更有能力、更高效、更精確。倘若這場革命能夠獲得恰當且明智的引導，「智慧機器」很可能像鋤犁大幅改善農業時代的人類生活一樣，顯著提升我們未來的生活品質。

實現新世界的願景
我成長於社會主義時期的羅馬尼亞，經常沉浸在法國小說家凡爾納的科幻小說中，幻想乘坐奇異的交通工具，前往遙遠的異境。當時，我們只有兩個電視節目可供選擇：《朱門恩怨》和《太空迷航》。儘管兩部作品都涉及異境文化，但我格外著迷於羅賓森一家的冒險故事、以及那總是拯救他們於危難的強大機器人。
《太空迷航》和凡爾納的小說激發了我的想像力，不久後，我便萌生了關於機器人的幻想。我喜歡和朋友一起打籃球，但我總是當中最矮的一個。多數處於這種情況的孩子，都希望自己能一夕長高。但我卻想像能製造一雙機器球鞋，讓我可以一躍跳過朋友們的頭頂，來一記灌籃。
我小時候，父母非常喜愛登山健行。我們住在環繞外西凡尼亞的喀爾巴阡山脈山麓，此地因小說《德古拉》而聞名。我不記得年少時曾遇過任何不死吸血鬼，但在那些山中長途徒步時，的確經歷了自己的「恐怖」故事。這些山徑對成人來說也許還算輕鬆，但在九歲的我心目中，簡直是令人筋疲力盡的酷刑。當我拚命跟上我大步邁進的物理學家母親和電腦科學家父親時，腦中常浮現科幻小說的解決方案。我想著要建造機器腿或自動人行道，來幫助我毫不費力就跟上他們的步伐。
當時，這些只是一個孩子的夢想，但時至今日，我仍懷帶著機器人的夢想，而且這類機器和增強技術已經觸手可及了。數十年來，我一直致力於打造客製化智慧機器，來協助大眾完成基本和複雜的認知與實體任務，以實現新世界的願景。這樣的科技，在我任職的麻省理工學院電腦科學暨人工智慧實驗室、友人任職的其他大學與研究機構實驗室、以及許多具前瞻思維的企業中，已日益成熟。機器人已能幫助人類探勘凡爾納深深著迷的神祕深邃海洋；協助我們探索火星表面，探查距離地球三千四百萬英里外的行星土壤；智慧機器現在可以修剪草坪、擔任私人健身教練、耕田、擠牛奶等。
雖然還無人開發出能讓我灌籃的機器球鞋，但我們離這個目標也愈來愈近。此外，我也在研發其他運動相關的增強技術，包括內建人工肌肉的穿戴式機器襯衫，來幫助運動員訓練；而我私心想要的，則是更厲害的網球正手拍；若你的需求是改進高爾夫揮桿，我們也能設計出相應的機器人來提供協助。
隨著時光飛逝，我的兒時夢想變得更大膽。當我塞在車陣中時，我會思考自己要如何按下按鈕，就讓車子飛到半空中；有時我會再冒險犯難一些，甚至想像自己棄車，然後製造出一副帶翅膀的外骨骼或機器人裝甲，像我最愛的超級英雄鋼鐵人一樣飛去上班。我不怕承認，我熱愛《鋼鐵人》系列電影，東尼・史塔克和他高科技、AI強化的外骨骼動力服，這麼一個自信迷人且能力超群的角色，徹底體現了機器人技術的巨大潛能。史塔克運用自己的智慧、創意和AI、機器人技術、電子、航空和設計等知識，改造鋼鐵人戰衣，使自己能力大增。他的超能力來自於他的頭腦，而非被神祕的蜘蛛咬傷或宇宙碰撞。在我眼中，鋼鐵人才是終極的超級英雄。
以我們目前的能力和技術，要打造出鋼鐵人戰衣，仍然有很長的路要走，我也不指望人類能在短期內穿著機器人裝甲，四處飛行。然而，這個虛構角色代表了人類未來的可能性——只要我們能有效傾注熱情、智慧和集體資源，就能透過科技，提升人類的能力與生活體驗。
但是，鋼鐵人也提醒了我們潛在的風險，任何個人或團體都不應被單獨賦予重責，將如此強大的技術引入世間。我們必須確保機器人技術能造福最多的人。我期盼有一天，人人都能利用機器人增強技術，成為超級版本的自己。就像手機，曾經只是少數富人的昂貴玩具，而如今，全球數十億人每天都在使用智慧型手機，即時獲取資訊和聯繫他人，提升了生活品質。我深信機器人技術也能沿著這條道路發展。

智慧機器五花八門
我雖是夢想家，但並非不切實際的烏托邦主義者。多年來，我一直密切參與研發工作，試圖將漫畫書或白日幻想的機器，化為現實生活的一部分。我深知其中的局限、風險、危險和潛力；即便如此，我依然難以壓抑內心的熱情和興奮，因為我親眼見證了未來正逐漸成形。我建造了能夠爬行、行走、跳躍、駕駛、治療、游泳、清潔、變形、思考、甚至飛行的智慧機器；對機器人的運作原理瞭若指掌，也十分清楚機器人技術今天、明天和未來幾年的能力與限制。
多數人聽到「機器人」一詞時，會聯想到金屬製的人形機器人，但智慧機器的形式五花八門，製造的材料也不盡相同。我們目前已建造出軟性機器人、微型機器人和變形機器人，研究人員也在利用生物細胞設計機器人。此外，從機器蜜蜂到機器家具，幾乎任何自然環境中的物體、或建築物裡外，都能變成機器人。當刺眼的陽光讓我的學生難以看清電腦螢幕時，我們設計並製造了一款隨日光移動的機器窗簾。
我希望這本書能帶領你，以機器人學家的視角看待世界，發掘大大小小問題中的創意解決方案；同時，我也希望在展望未來之時，能提供平衡的觀點，誠實評估這個領域的現狀，檢視目前的技術發展與不足之處，分析我們需要克服的挑戰、可充分把握的機會，還要考量我們在推動機器人技術時的社會責任。
我是樂觀主義者，但是這種樂觀也伴隨著巨大責任。機器人技術是強大的工具，我們必須謹慎思考其應用的後果，確保機器人與AI能造福公眾利益，讓所有人都有機會受惠於科技帶來的未來。這需要我們深入思考潛在議題，為各種可能性做好規劃，建立解決方案，避免造成任何傷痛或損害。

結合科技與人性的優勢
首先，容我先澄清一個常見的誤解。不論你在電影或在網際網路看到什麼關於AI的內容，機器人目前都尚未奇蹟似的變成全能、獨立的實體，也不是科幻小說常暗示的那種可怕的邪惡力量，最終勢必走上反叛人類創造者一途。
機器人只是工具，正如鐵鎚一樣，本身並無好壞之分。各位不妨將這新一代的非凡機器視為非常先進的鐵鎚，其影響與價值取決於我們選擇如何使用它們。而我們有能力做出明智的選擇，讓這些工具用於改善世界或達成有意義的目標。例如，我們可與機器人合作，開發更好的藥物、讓交通更安全高效、將高危險或困難的工作交給機器人、即時翻譯對話、甚至賦予自己超能力。
沒錯，就是超能力。我是一位十分自豪的「機器人之母」，這個領域過去十年取得的成就令人驚嘆，但我們在未來二十年即將達成的成果更令人期待。的確，我們才剛剛起步，近期AI領域的突破只是開端，機器人比起人類依舊十分原始。但研究這些技術，讓我更加讚嘆人類身體與心靈的神奇，無論是歌劇家高亢的歌聲、芭蕾舞者優雅且宛若無重力的舞姿、詩人充滿力量且無比優美的詩歌，或科學家用簡單變項呈現自然律的優雅公式，這些精妙的創作和成就無法由機器取代，這些「壯舉」仍將源於人類本身的創造力與智慧。事實上，研究AI和機器人技術，讓我更深入理解人類物種驚人的認知能力、想像力和創造力，更遑論人體的力量與能力了。
我們在人機之間的較量中，仍有許多方面遠勝機器人。然而智慧機器確實在部分領域超越了我們。智慧機器憑藉著強大的晶片，能以人類無法企及的速度，飛快處理和分析難以想像的龐大數據；機器人能以無比的精準度，重複執行特定任務。
不過，即便是最先進的機器智能，依然缺乏智慧、知識和理解力。它們無法良好應對不確定性或未預見的變化；它們可以模仿藝術，但遠不及藝術家那般富有創造力。智慧機器也許能製作出類似畢卡索的作品，但不會有「畢卡索機器人」，也沒有機器人能像立體派藝術家一樣，汲取社會上的流行思想，創造出全新具突破性的藝術表達風格。AI寫作程式或許能產出幾句或幾段看似合理的文字，甚至與真人創作幾可亂真，但是它無法創作出洞察人心、探究人類境況的偉大經典作品，不會有AI版的莎士比亞或托爾斯泰。機器人擁有卓越的能力，但在諸多領域仍存在不足，它們缺乏與生俱來的內在動力與情感。簡而言之，機器人少了「人性」。
我們時常製造出人類與機器人（或人性與科技）之間的緊張關係，但實際上我們應該做的，是花更多心思，去思考如何結合兩者，發揮各自的優勢。人類主導著這項科技的設計和應用，機器人和AI的未來發展皆由我們決定，當我們聚焦於結合機器人與人類的優勢時，或說當科技與人性能夠相輔相成時，成果也許會十分驚人。
數年前，研究人員進行了一項實驗，讓訓練有素的人類和客製化智慧機器，分別研究淋巴結細胞影像，以判定哪些細胞是癌細胞，哪些不是。智慧機器的錯誤率是7.5%，人類的錯誤率為3.5%。所以，人類依舊打敗了智慧機器。但更令人興奮的是：當人類與智慧機器合作時，在智慧機器的輔助下，錯誤率可降低到0.5%，這意味著診斷準確度提高了80%。試想未來每一位醫療專業人員都能使用這類解決方案，即使在偏鄉小診所工作的醫護人員也不例外。再認真的醫師也不可能有足夠的時間，逐一研讀各項新研究和臨床試驗，但若他們能搭配這些智慧系統來診斷，將能為病人提供最先進的診療方案。
類似的機器人和AI技術進展，幾乎可以應用於所有專業領域。我的目標是幫助各位瞭解人類與智慧機器之間的根本差異，並幫助您理解我們如何及為何與機器人密切合作——我們的目的就是結合科技與人性的優勢，來為人類服務，為全人類打造更美好且令人期待的未來。

聚焦於三項科技
我將在本書中，聚焦於三項彼此息息相關的科技。第一項是機器人學，也就是機器人技術，主要透過賦予運算系統實際可移動的主體，使它能在實體世界中移動和操作，例如，想像你的智慧型手機裝上了輪子、翅膀、甚至是一隻機械手臂。
第二項科技是AI，它能賦予機器在非常特定專門的領域裡，進行推理和決策的能力。例如，下棋就是所謂「狹義AI」（又稱為弱AI）的一例，狹義AI也是目前主導全球的AI形式。至於電影中那種能引導強大機器人的「通用AI」（又稱為強AI），目前仍只是一個模糊且遙遠的可能性罷了。換言之，棋藝媲美大師級棋手的任務式AI系統，無法駕車穿越十字路口，也幫不了機器人挑選檯面上的咖啡杯。
第三項科技是機器學習，這項科技貫穿了機器人學和AI，主要用於分析大數據，找出模式，根據一定程度的可信度，進行預測或得出結論。這正是為何機器學習系統的程式能夠掃描全球數百萬張樹木的影像，然後辨識出它從未見過的樹木。用前述的淋巴結細胞影像判讀為例，機器學習系統負責辨識影像的模式，並與先前淋巴結癌細胞影像的模式比對。模式相符並不代表病人罹癌，但能夠促使醫師更深入檢視掃描結果，減少誤診機率。
機器學習和AI常遭混淆。AI已然成為商業和市場行銷的流行語彙，但你可以將機器學習視為模式辨識系統，負責支援AI，幫助AI系統執行更高階的決策和推論。不過，兩者共同的缺陷在於它們無法真正理解癌症或樹木的實質意義。
本書將幫助您建立對上述科技領域的基本理解，並概述機器人的能力與限制、應用時的宜與不宜；以及隨著社會與智慧機器的發展日益緊密，我們該如何行動，才能確保這些科技對人類產生正面影響。希望藉由本書，能讓您更深入瞭解這些科技的實際運作原理，以及它們將如何改善人類生活。
最後，我也期望本書能啟發您展開自己的夢想，想像人性與科技結合的未來願景，並思索什麼樣的機器人和智慧系統能造福您及全體人類。

協助人類超越生理限制
我兒時最愛的一則故事，就是伊卡洛斯的神話。這位偉大的發明家設計出一雙翅膀，克服將我們束縛於地球的永恆重力，而翱翔天際。伊卡洛斯的方法也非常巧妙，用蠟製作翅膀；雖然我不喜歡最後翅膀融化的結局，但故事其餘部分都非常鼓舞人心。
年幼時，我便開始想像人類如何能超越生理限制，做到身體無法做到的事。後來，我渴望像蜘蛛人一樣攀爬大樓，像鋼鐵人一樣飛行，像《X戰警》的魔形女一樣變形，像《驚奇四超人》的隱形女一樣隱形，或擁有超人般的力量。這些超能力似乎總是存在於故事書中，我們渴望擁有、但無法實現。
然而現在，機器人和運算技術也許會讓我們更接近這些超凡能力，機器人能獨立移動並完成任務，為我們節省時間。我們能運用機器人，來增強自身的感知、觸及範圍、精確度、力量、以及處理和回應大數據的能力。機器人還能賦予我們過去看似不可能的全新能力。這些能力看似神奇，但都是來自數學模型、演算法、精巧設計、新材料和電機元件的創新應用。
機器人確實能賦予我們超能力。
讓我們從這裡開始吧。

最佳賣點

最佳賣點 : 這本書是寫給所有關心未來的人：
不論你是工程師、教育者、醫師、創業者，
還是一位渴望理解這個時代脈動的讀者，都能從中找到啟發。
願這本書如同導航星辰，提醒我們：
真正的進步，不是科技替代人類，而是科技讓我們成為更好的人。
—— 林百里，廣達電腦股份有限公司董事長