日常事物的未来
“如果我们身边的日常物件都有了生命会怎么样?如果它们可以感知我们的存在、能够察觉到我们在关注什么、以及我们的行动,并且能够给出相应的反应信息、建议、或者行动,这又会怎么样?”你会喜欢这种情况吗?麻省理工学院媒体实验室(MITs Media Laboratory)的Pattie Maes教授希望你会喜欢。她正在努力开发这样的设备。她说:“比如,我们正在研发一种书,它可以主动告诉你哪些章节你可能会特别感兴趣;还有一种我们正在研发的挂在墙上的相片,你看到它时就可以看到祖母的健康状况。”
“魔镜魔镜告诉我,世上最美的人是哪个?”,白雪公主的坏继母在问一面神奇的魔镜,这个魔镜永远都说真话,哪怕答案会让问话者伤心。今天,科技工作者们试图发明出能够回答较为简单问题的、并且考虑更加周到的魔镜:
魔镜魔镜告诉我,这件衣服适合我吗?
明天的魔镜将超越《白雪公主》里的魔镜,可以做很多原先想都不敢想的事情:通过魔镜,你的亲友们看到你的照片,或者把照片发送到他们的手机或者电脑上让他们评论。现代魔镜可以做的还不仅限于回答问题或者向别人展示你。它可以改变你的形象:让你看起来更加苗条,或者把某件新衣服和你的照片合成起来,这样你就可以看到穿上新衣服的样子,而不必麻烦一定要真的穿上新衣服。它甚至还可以改变你的发型。
棕色和蓝色都不适合你。
试试这件夹克,试试这双鞋。
智能科技可以带给人们更多愉快、让生活简单、增加安全度。前提是,它们真的可以工作自如、没有缺陷;并且我们可以学会如果使用它们。
很久以前,20世纪,在一个遥远的地方,我写过关于人们遇到的各种麻烦,比如使用微波炉时、在电器上设定时间、打开炉子上正确的火眼、甚至开门关门。那个时候是20世纪80年代,那个遥远的地方是英格兰,人们是普通的人,包括小孩和成人,仅仅受过初级教育和受过高等教育的。后来,我开始写书,那本书原名是《The Psychology of Everyday Things》,后来改名为《The Design of Everyday Things》,书中还提到,作为一个大型计算机公司的创始人和CEO,他却坦白承认自己还不知道如何用办公室里的微波炉加热咖啡。(译者注:这本书中文名是《设计心理学》)。
我们正在步入一个新的时代,很多日常物品都变得越来越智能。这个现象发生在很多领域,其中最显著的还是汽车。而且,今天发生在汽车上的故事,明天就会在厨房、浴室、起居室里发生。智能车(英文Intelligent Vehicles)计划是由国际上多家汽车厂商联合进行的一个项目,旨在将汽车里的很多部件都自动化,从而增进人们的舒适度和安全度。可以自动行驶的汽车离我们并不遥远:今天,一些车辆已经可以在一定程度上部分地自动驾驶。
“智能代理”、“智能之家”、“智能环境”:这些是目前一些大学和研究实验室里正在进行的研究项目。其中涉及的系统可以帮助你挑选音乐、控制房间照明——包括亮度和颜色——以及更改环境,在一定程度上带来愉快和舒适,在一定程度上可以解决一些环境问题,比如能量消耗。还有一些项目中研究的系统可以监控你的饮食、你的行动、甚至是和你打交道的人。
在市场驱动的经济中,不断地有新的服务提供给公众,这并非真的存在对这些服务需求,而是企业要增加销售。我曾经和手机公司和家电公司的设计者和服务提供者一起聊天。在韩国,他们告诉我,“在韩国,每个人都有手机了,因此我们必须要推出一些增值服务:比如,手机可以告诉你是否离你的朋友很近,通过手机付费,辨识自己的身份,推荐交通计划安排等。”这些服务中,手机可以感知你的状态并提供建议。
汽车制造商在很久以前就意识到汽车可以被当做一件时尚物品,要时不时地推出一些突破常规的款式,鼓励人们跟上时尚潮流。手机制造商也是类似的情况。
手表的销售就是如此,它们被当做珠宝来售卖,而非技术产品。现在,在冰箱的前面板上,在水冰出口的右侧,也出现了彩色显示屏,显示着那些设计者认为你想要了解的东西。在未来,食物上会有计算机可读的标签,这样冰箱便知道里面有什么东西,以及你放入和拿出了什么东西。它还会知道食品的过期时间,你的体重和食谱。它会不断地给出各种建议。
机器们将会变得喜欢交往,它们不仅将会和主人交谈,而且它们相互之间也会交谈。有一家电影出租公司,会将你曾看过的电影以及你的评分和你列为朋友的其他人的同样数据进行比较,之后会通过电子邮件向你推荐他们喜欢看的、而你还没有看过的电影。也许在将来你家里的冰箱可能会和邻居家的冰箱比较所储藏的食品,并给出食品推荐。娱乐系统会比较音乐和视频喜好,电视会比较你看的节目和邻居看的节目。“现在你的几个朋友都在看名为《十二只猴子》的电影,”电视说道,“我也已经帮你打开电视了,虽然已经开始了,但我会从头开始播放。”
我们所使用的机器开始变得越来越智能,拥有越来越多的功能和通信交流的手段,与此同时,一场材料革命也正在进行。我们需要把一些重量轻、高强度的无害材料植入人体吗?是的,我们需要。我们需要易于回收再利用或者可生物降解的环保材料吗?是的,我们需要。需要灵活度吗?需要可以显示图像的织物吗?是的,我们需要。用来显示和交互艺术、音乐、图像、声音的各种新型手段也多了起来。新型的显示设备可以让文本信息和图像投射到几乎任何物体的表面。有小型、微型的材料和技术(比如纳米技术),也有大型的(比如桥梁和船舶),还有生物的、金属的、陶瓷的、塑料的、以及有机的。材料在不断发展。
这些新型材料可以用来制造很多家庭用品和用具。今天,传真机和打印机可以在纸上打印出二维的文本和图片。在不远的将来,我们将会看到可以输出三维副本的传真机和打印机。你的孩子刚刚做好了一个非常漂亮的陶土雕塑,你想让在老家的爷爷奶奶也看看,怎么办?直接把它放在三维传真机里,这个雕塑就会在爷爷奶奶家的传真机上被复制出来。家里厨具上的一个零件坏了吗?没关系,马上就给你传真一个。你还可以自己设计一些物品,先画在家里的屏幕上,在把它们加工成真实的东西。
三维传真机要么使用激光束来扫描物体,要么使用多幅照片,或者是同时采用这两种方式,生成精确的数字再现,可以准确地描述物体的形状。之后,该数字再现被发送到一个接收装置,在那里用三维打印机将该物体重新制作出来。目前,这种打印机有多种工作方式,但大多数都是采用逐层的方式来构建物体。通常采用塑料、聚合物、或者是金属粉等材料,将这些材料沉积为薄薄的一层,通过这些层的沉积和变化来复原物体的形状,从而可以制作出和原来物体一模一样的复制品。每一层的沉积过程完成后,该层就会被硬化,比如用加热或者紫外线照射的方法进行硬化,下一层再重复这一过程。
今天,三维打印技术还仅仅出现在企业和大学里,但随着价格的不断下降和质量的不断提高,在未来每个家庭也都可能轻松拥有一台三维打印机。另外,三维打印技术不必一定需要真实的原始物品:只要有能够物品的精确构造图即可。不久的将来,随便一个人就可以使用家用绘图设备绘制出合格的构造图,然后他就可以用家用打印机制作出真实的物品了。只要你会画,你就可以制造。“今晚来的客人太多了,家里的盘子不够用了。”你的屋子可能会向你宣布,“所以,我自作主张打印了几个盘子,保证和原来的盘子一模一样。”
本节核心论点:机器人开始是作为玩具、娱乐设备和简单的宠物,之后它们变成生活中的伙伴;现在家里的电器和汽车就将成为智能网络的一部分,专用机器人的数量在不断增加、功能也在增强;而最后将出现的通用机器人,则是几十年后的事情。
机器人正在向我们走来,可这意味着什么?很多专家企图让你相信机器人已经到来了,可以做很多种不同的工作,包括健康管理——比如,检测医疗仪器、安全控制、提供教育服务、供人差遣、提供娱乐等。当然,机器人现在被用在工厂里的生产线上,被用来执行搜救任务、以及执行军事任务等。然而,当我们谈及具有合理价格的个人用机器人时,大多数的应用场合都更像是梦想,而不是现实,它们目前还只能勉勉强强在演示的时候做一些不太稳定的操作。
我们先假定任何成功的家庭用品都必须是价格合理的、耐用的、安全的,而且是普通人可以用起来的,可是家用机器人可能做什么呢?它看起来会像一个保姆吗?在家里,机器人的形式将会服从它的功能。厨房机器人可能会被内嵌到厨房的准备台里,被内嵌到洗碗机中、橱柜中、咖啡机中、以及其他厨具中。这样一来,它们之间就可以交流,而且还可以相互之间传递物品。娱乐机器人可能会具备人的样子。吸尘器机器人和剪草机机器人呢?当然了,它们看起来还是像吸尘器和剪草机。
要让机器人运转自如是极其困难的。因为传感器的价格昂贵,因此传感机器人内的传感设备的数量是很有限的;而且,对感觉的解释(特指缺乏常识)非常困难,目前的技术水平还停留在实验室阶段,不适合应用实施。目前,机器人手臂的制造也非常昂贵,并且不十分可靠。这些都限制了可能应用的范围:吸尘和剪草?没问题。分类洗衣服?很困难,但也可以实现。在屋子里收拾杂物?值得怀疑。帮助老人或者那些需要医疗护理的人呢?这是一个蓬勃兴起有待探索的领域,但我持怀疑态度。今天的设备还不够稳定、不够灵活、也不够智能。很多所谓的机器人其实还需要人来操纵。可以和人交互的自主机器人的设计仍然很困难。而且,交互的社会方面,包括对共同立场的需求,比技术方面的需要要复杂得多,还有一些问题是技术狂热者认识不到的。
未来有三个发展方向,分别是娱乐方面、家用电器方面和教育方面。我们可以从今天的现有的设备入手,慢慢地加上一些功能、智能特性、可操控能力。现在市面上已经有了不少讨人喜爱的娱乐机器人。机器人真空吸尘器和剪草机也已经有了。“机器人”的定义多种多样,比较宽泛,基本上都被用来称呼那些可以移动的机器,其实它们是由人来控制的。我更偏好仅用这个词条来描述“自主系统”。我觉得智能家电设备也可以被归类到机器人中:很多的咖啡机、微波炉、洗碗机、洗衣机、烘干机等,都比机器人真空吸尘器有更多智能、更多的执行装置——并且,它们也贵得多。但它们不会在屋子里移动,所以很多人总觉得把它们叫做“机器人”不太合适。
机器人在教育领域可能有很大的用途。现在,已经有不少设备被用来辅助教育。今天的机器人已经可以用迷人的声音进行朗读;玩具市场上还有一些聪明可爱仿真动物的智能机器人,它们可以对人的动作和指令所有响应。机器人可以很好地和小孩交流,进行教育活动。为什么不让机器人教孩子认识字母、学习阅读、单词、发音、基本算术,甚至是简单的推理呢?为什么不让机器人教孩子音乐、美术、地理和历史呢?为什么把机器人教育限定在孩子们呢?成人,同样也可以在机器人辅助教育中获益。
现在,有一个值得探索的方向:机器人教师——不是取代学校或者人类教师的接触和交互,而是补充。这里的妙处在于,当前的科技设备已经可以实现这些工作,因为这并不需要太多的移动或者精密的操控部件。很多科技专家都梦想要实现Neil Stephenson小说《The Diamond Age:Or,A Young Ladys Illustrated Primer》中描述的儿童辅导员,这值得我们尝试。
该书中讨论的关于自主机器人助手的所有问题,也存在于其他即使是更加强大的机器人身上。科幻电影和小说中描述的所谓的通用机器人,也面临着缺乏共同立场的问题。我们将如何和它们交流呢?机器人和我们如何相互同步活动才不至于相互妨碍到对方?我们怎么去命令它们?我怀疑,当有一天它们出现在我们的生活中,它们仍然很难交流:它们将接受命令(打扫房间、收拾碗盘、给我来杯饮料),然后去执行任务,让我们人类了解它们的运作方式,不要妨碍到它们。
智能家电、机器人真空吸尘器、还有剪草机都是专用机器人。它们不存在交流问题,因为它们活动技能有限,为其主人提供很少的几种服务。因此,我们知道它们能做什么以及如何和它们交互。对于这些机器,需要交互的共同立场包括我们对它们要执行任务的理解,它们的优势和局限,以及它们的工作环境。所以,这类专用机器人与通用机器人相比,产生的交流误会较少,使用起来困难也较少。
在探索危险的或人类难于到达的地方,比如火山口中、下水道中、火星或月球上等,机器人很有价值。它们非常适合在一些意外事件后去寻找和搜救幸存者,比如地震或恐怖袭击后。当然,这都不是日常生活中常见的行动,对于这些应用,成本并不是问题。不过,这些特殊的应用使我们有了经验;等到成本降下来的时候,普通人也可以拥有这些设备。
最后,还有另一种类型的机器人:相互连接的通信机器人。现在已经有了可以在高速公路上相互交谈的汽车,这样它们在通过路口和在变线时就可以相互同步了。在不远的将来,汽车可以通知餐厅知道它们的位置,这样它们就可以给乘客推荐菜谱。洗衣机也开始和烘干机谈话,这样烘干机就可以了解到要烘干什么样的衣服,以及烘干时要用什么样的设置。在美国,不少家庭都在用分立的洗衣机和烘干机(译注:即不是一体的),如果这种使用模式继续下去,有一天衣服将会被自动地从洗衣机传到烘干机。(在欧洲和亚洲,一般来说,采用的是洗烘一体机,这样两种工作的转换就更为简单。)在餐厅和家里,碗碟可以自动地被放进洗碗机,之后自动地被送到餐具室或餐具柜。家用电器之间将可以同步操作,还可以把操作推迟在非用电高峰期,这样不仅可以更好地控制噪声,还可以尽可能地降低能耗。
机器人即将到来,而当它们来到的时候,我们一定会遇到本书中反复讨论的这些问题。开始,它们作为玩具、娱乐设备、简单的宠物。之后,它们变成生活中的伙伴,可以给我们讲故事,帮助我们学习阅读、学习语言、学习拼写、算术;它们还使得我们可以远程监控自己的居所(以及上年纪的成员)。很快,家里的电器们、汽车们就将成为智能网络的一部分。专用机器人的数量将会增加,能力会加强,能执行的任务也会越来越多。通用机器人将在最后到来,那应该是几十年后的事情。