STEAM教育｜人類未來好助手—人形機械人｜星島教室

2024-02-29 12:52

「高達」、「變形金剛」、「鐵甲奇俠」——這些名字在教室里一提起，學生們定必心馳神往，思緒飛向那些在電影、漫畫等流行文化中拯救世界的英雄。但回到現實，機械人在人類文明的進步中確實扮演了不可或缺的角色。由第三次工業革命開始，從工廠的生產線，到農田的耕作，乃至手術室的精密操作，甚至遙遠太空的探索，機械人的身影無處不在，它們的應用已橫跨了許多領域。時至今日，機械人的發展迎來了一個劃時代的突破——人形機械人（humanoid robot）。它們不僅在外形上模仿人類，更在智能互動和自主行動上展現出與人類相似的能力，預計在醫療、教育、家庭服務等領域帶來革命性的變化。

何謂「人形機械人」？

人形機械人的設計模仿了人類外形和行為，其設計目的是讓它們能夠在人類的生活環境中更自然地移動和操作，從而更好地與人類互動，執行任務，或模擬人類的行為。與一般機械人相比，可能有各種形狀和大小，並不一定像人類；它們可能被設計來完成特定、重複的任務，如工業機械人臂。這些機械人可能毋須像人形機械人那樣複雜的運動或認知能力，因為它們的功能單一，設計也更具針對性。

2023年10月20日，中國工業和信息化部發布《人形機器（械）人創新發展指導意見》，其中指出了我國發展「人形機械人」所需的重點技術，以下我們略作解釋。

1. 「大腦」技術：這是人形機械人理解和與周圍世界互動的能力，包括創建能夠處理大量訊息、管理大數據並迅速作出決策的智能系統。這有助於機械人在不同環境中，如家庭或工廠，與人類良好地協作。這相當於人類大腦（Cerebrum），令我們能夠與身邊的人和環境互動，以及作出合理的判斷。人形機械人通常會使用人工智能技術來感知和回應外部環境，以及與人類進行交互。因此，人形機械人一般包含人工智能技術。

2. 「小腦」技術：這種技術使人形機械人能夠在不平坦的地形上穩定行走，類似於人類小腦（Cerebellum）控制平衡和協調動作的功能。透過模擬物理現象並學習新動作，這些技術賦予機械人在非結構化環境中，如災害現場，進行有效導航和任務執行的能力。

總言之，人形機械人更具智能、更能幹和適應性更強，從而可在各種環境和任務中提供更靈活自主的幫助。

中國研發的GR-1

人形機械人還未普及，根據中國工信部發布的《人形機器（械）人創新發展指導意見》，政府和業界計劃於2025年實現人形機械人的批量生產，由中國研發的GR-1人形機械人，便是當今的佼佼者。

GR-1人形機械人身高165公分，重55公斤，最高步行速度為每小時5公里，能夠進行類似人類的動作、障礙物避讓，以及在斜坡上保持穩定，其髖關節模組使其能夠攜帶重達50公斤的物品。GR-1能識別物體、人員，並執行諸如障礙物避讓和視覺任務指導等功能。機械人的手部能夠穩固地抓握物品，模仿人手在抓取圓柱物體時的動作。

GR-1的設計不僅是為了運輸任務，結合了大型語言模型，GR-1的智能得到提升，使其能夠進行更接近人類的推理和交流，包括研究與教育、接待與導覽、娛樂與展覽、工業生產與物流、醫療與康復、安全檢查、家庭服務，以及陪伴等。

當中「醫療與康復」將是重要的一環。在老齡化社會中，GR-1將在醫療保健領域扮演重要角色。GR-1能夠協助完成日常生活中的各種活動，例如幫助老年人穿衣、用餐，以及進行輕度運動，這些都有助於提高他們的生活自理能力。在家務勞動方面，GR-1可以幫助打掃、整理房間，從而減輕家庭照護者的負擔。更重要的是，GR-1能夠在老年人遇到跌倒或其他緊急情況時，立即進行應對，通過內置的通訊系統聯繫家人或醫療機構，確保他們能夠獲得快速而有效的援助。GR-1的設計也注重與人類的交互，使其能夠理解並回應老年人的語音指令，提供貼心的陪伴和交流，緩解他們的孤獨感和焦慮。這項科技的發展呼應了中國工信部發布的《智慧健康老年產業發展行動計劃》，以科技創新為推動力，旨在提升老年人的生活品質和健康水平。

科技進步為我們解決社會問題提供了新途徑。GR-1人形機械人在醫療與康復領域的應用，以及它在其他領域的潛在作用，證明了人形機械人不僅能提升生活品質，還有效應對社會的挑戰。隨着人形機械人技術的成熟和量產化，我們期待它們在應對人口老齡化等問題時，能夠提供新視野、新方針。

GR-1人形機械人短片介紹