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文 | 花弧

导语:1939年的世博会上,这款人形机器人领尽风骚,不仅能走路、说话,还能抽烟。

得益于人工智能技术的支持,今天的机器人能通过SLAM技术进行实时定位,通过语音识别和语音合成实现和人类对话。一些人机器人还能完成奔跑、后空翻、举重等复杂的机械运动。

但回望历史,在图灵测试还未被提及的1939年,在纽约举办的世界博览会上,就登台了一款身长2.1米、体重118公斤的机器人。这款名为Elektro的机器人进行了颇为风趣的自我介绍:

“女士们,先生们,我很高兴站在这里和大家讲我的故事。我比较聪明,因为我的脑袋比你们的大,里面装有48个电气继电器(electrical relays)。”

据说,Elektro有700个单词的词汇量,不仅能说话,还能走路和抽烟。

图灵1950年提出检验人工智能的铁律图灵测试,1956 年的Dartmouth学会提出人工智能这一概念,比图灵测试和人工智能的提出还要早十多年,Elektro机器人就已经诞生。

与今天的机器人相比,Elektro有哪些不同,究竟如何实现说话能力?它的诞生究竟是噱头还是真有实际场景可以落地?透过它的诞生和演进,对于我们今天的机器人产业又是否有指导意义?有趣的是,历史上这款机器人走过的路,在今天仍在继续上演。

一、西屋电气的机器人前史

Elektro是从西屋电气与开关设备相关的业务中进化而来的机器人之一。20世纪20年代,西屋电气成功开发出全自动的变电站。为了进一步提高变电站的效能,一名工程师们提出是否能远程调用变电站系统,西屋电气于是开启了对常规操作方式的变革,声控机器人Televox(第一款实用机器人)就此应运而生。

也正是由于Televox这个契机,西屋电气才开始发展机器人。

Televox刚开始只是西屋电气工程师Roy J. Wensley设计的一组控制单元,其一部分放置于中央电站调度员的桌上,另一部分放置在变电站。中央电站的那部分控制单元利用音叉振荡器制造不同的声音频率,不同的频率再转化成代码,接收端的Televox接受到代码后对其进行解码,再根据代码的内容打开或关闭特定开关。

Wensley看到了Televox在公共事业领域应用的前景。他委托广告部帮忙宣传Televox,但是遭到了拒绝。幸而当时的Wensley预算充足,于是他决定打造一款便携式的Televox以便向外推广。

1928年的广告是这样描述Televox的:“这是未来会成为仆人的一款新设备。”

但富有商人嗅觉的Wensley深知,不懂技术的观众丝毫不会对一个充满继电器和电线的盒子感兴趣。

他决定对Televox进行再包装,于是由继电器和电线组成的盒子Televox摇身一变就变成了人形“机器人”Herbert Televox。

1928年2月21日,Herbert Televox在纽约市的高级俱乐部首次亮相。 这个“机器人”具有由墙板制成的粗糙的类人形体(头部、铰接的手臂和腿),身体的核心部分是Televox的控制单元。

Herbert Televox的诞生充分显示了Wensley的伟大伎俩:为了纪念华盛顿的诞辰,Wensley给了它一张华盛顿的脸。神来之笔一般,仅靠一个控制单元装上一张脸、一个名词、一个人格,Wensley就勾起了大众对于机器人的无限想象。

记者不遗余力地夸大Herbert的技能,声称它可以远程控制整个家庭的运作。为了纠正记者过于热情造成的失实,Wensley需要花费大量精力普及Televox的实际能力。

二、Elektro的诞生和登场

功不唐捐,公众的注目最终促进了进一步的研究。美国军方研究如何利用Televox远程控制枪支开火。人力不足的郊区机场也考虑利用Televox来实现夜间飞机抵达时自动点亮跑道。

1929年,Wensley被调任负责冰箱研发和销售的协调工作。于是他来到了位于俄亥俄州曼斯菲尔德城的西屋电器部门,在那里他遇到了几个志同道合的工程师。

他们很快就推出了Katrina van Televox、Rastus以及其他款机器人,并通过不断迭代优化机器的运动、声音、控制和技能组合。

Elektro是他们的终极作品。这款机器人有躯干、手臂和腿,由 J.M. Barnett、Jack Weeks sr. 、Harold Gorsuch以及其他工程师共同创造。它的头和手是铝制的,其他部件则是从工厂里拼凑出来的——熨斗的电源线、咖啡壶、华夫饼机、真空吸尘器的轮子。

Elektro率先在1939年世博会登场,随后又在全国巡回演出。虽然它大量促进了西屋电器的销售,但Elektro不应该仅仅被当做一个宣传噱头——那群创造它的工程师是有情怀的,他们试图通过制造声控机器人将科幻带进现实。

操作员与Elektro的语言交互在技术上是这样实现的:Elektro并不能真正理解操作员通过麦克风对它说的话,它只能听懂在时间上按照音节精心安排的语音指令,所以操作员发出指令时说得极慢且一字一停顿。

1942到1943年和Elektro 一起巡回演出的C.Bruce Hardy 说,给Elektro发出指令时,开始或结束一个命令都遵循3-1-2的音节模式(3-1-2 syllable pattern),且在分句间有停顿。例如,“Will you come / down / front please?”将使Elektro开始移动。而 “You have come / far / enough”会让它停下来。

操作员也可以在遵循该模式的前提下改变具体的表述。“Tell us how / old / you are” and “Count your age / with / fingers” 都能触发相同的命令。但是操作员通常都遵循既定脚本,而非对命令改来改去。

根据1939年8月《无线电工艺》杂志上一篇文章的介绍,语音指令是精心安排的音节代码,通过电网发光管(grid-glow tube)转化为电脉冲(electrical pulses)。电脉冲打开灯泡前的快门,向机器人控制单元的光电管发射闪光灯,Elektro的“电眼”再将信号转换成电流并通过电话继电器传输,最终推动Elektro 的齿轮旋转。

Elektro还在舞台上进行了走路表演,它左膝弯曲着,右腿拖在后面,依靠轮子沿着轨道滑动。

后来的媒体频频拿Elektro抽烟一事大做文章。抽烟是Elektro的经典动作,这也是西屋旗下类人机器人的一贯特色。为了支持抽烟这一功能,程序员们特地在Elektro的上嘴唇上安置了一个小洞。助手会将香烟放在这个洞里并点燃它,Elektro 就会抽上几口香烟,直到助手扑灭烟雾。 每次表演之后,操作人员必须清除相关管道中的焦油。 吸烟机器人至今仍然存在,只不过是放在了实验室里用于对肺部疾病的研究。

三、机器人Elektro和“他”的狗

1940年,Elektro有了自己的机器狗Sparko。Sparko可以前后移动、坐下、转头、摇摇尾巴、汪汪叫。这只狗是 Don Lee Hadley 根据自己的苏格兰梗犬设计出来的。 西屋公司当时一共开发了三只机器狗(一只是原型,一只是Sparko,还有一只属于另一个西屋机器人Willie Vocalite),但是都没有存活下来。

Elektro还出演了西屋电气公司为1939年世博会准备的宣传电影The Middleton Family,成为一个机器人电影明星。最近有人在IMDb 上为它创建了一个传记页面。

1951年由Art Baker 主持的电视节目You Asked for It 上也有Elektro的身影,而且到第二年Elektro还作为最受欢迎选手回归决赛。第二次世界大战后的许多年里,为促进家庭用品的销售,Elektro 都在全国的百货公司巡回演出。

到1958年,Elektro已经有些老了。一名人才经纪人在洛杉矶附近举办的西屋公司展览会上发现了这个老化的机器人,一同参展的有比例尺为1:3的核动力鹦鹉螺潜艇(Nautilus submarine),彼时它正在扮演该潜艇的大副。

这又给Elektro带来了进入好莱坞的机会——它获得了在1960年电影Sex Kittens Go to College中扮演S.A.M. Thinko的机会。

好莱坞的短暂岁月过去后,Elektro被装进板条箱,送回了它的出生地,然后几乎被遗忘了。 这个机器人成功地在废料堆中生存了下来,并在曼斯菲尔德纪念博物馆找到了一个家,在那里永久展示。

Elektro度过了它的一生。

但故事并未戛然而止。也正是在曼斯菲尔德纪念博物馆,Elektro借助博物馆馆长的著作《西屋机器人》(Robots of Westinghouse,1924-Today)抖落79年的岁月灰尘再次走入大众视野。

四、Elektro的机器人后来者

和79年世博会上的表演不同,重回大众视野的Elektro的意义不在于展示其技术有多先进,诚然与当下比显然不在一个量级,其意义在于作为一个参照系的Elektro能帮助廓清当下人工智能产业的许多问题。

用心观察Elektro的铝制之身和它的表演,我们不难联想到1999年上映的电影《机器管家》中的机器人形象Andrew。

Andrew最开始在讲话、走路等人类行为上的表现也透露着Elektro一般的笨拙,但两者的技术实现逻辑在本质上是迥异的——Andrew代表着强人工智能,而在Elektro的年代人工智能的概念尚未被提出。

某种程度上,Andrew是所有服务型机器人从业者的终极理想——他后来褪去了他的钢铁外壳,拥有了罗宾·威廉姆斯所饰演的人类形象,以及爱与悲伤等人类情感。

但现在的技术还远远不足以支撑这部1999年电影所进行的狂想。2017年,史上首个被授予“机器人公民”索菲亚在电视节目中表示“会毁灭人类”——她看起来和Andrew一样拥有了人类欲望——但事后却被爆出是作假。

事实上,Elektro在世博会上的表演也就仅仅只是表演而已。它的700句台词以及对话都是预先设定的;它也并没有真正地走路,只是在轨道上滑动而已,丝毫不涉及关节的机械运动。

在按照脚本表演并据此贩卖技术噱头一事上,索菲亚和Elektro的套路是相似的。如果YannLeCun生在了Elektro的年代,Elektro的成名之路大概会更艰辛。

人工智能业界某领军人表示,Andrew这样的机器人五年内都看不到希望。但在Elektro首次亮相世博之后的79年里,机器人技术及产业确实是取得了长足的发展。

在当下的技术支撑下的再去创造一款Elektro,它会是这样的:语音识别、语义识别、语音合成、图像识别等技术将使得它能够真正和操作员交流;SLAM导航定位能力将使它清楚自己的环境中的位置而不必受限于特定轨道;舵机、电机和芯片将使它具有真正的运动能力。

或许再造的Elektro就不再仅仅只是服务机器人Elektro,它还可能成为工业机器人落地到仓储、医学、工业、农业、军事等各个领域。仅中国,据工业和信息化部显示,2018年1-8月的工业机器人产业就累计产量达到101717台,同比增长19.4%。

五、结语

博物馆馆长总在寻找更多的东西,尽管他知道很多历史已经被摧毁了。“每天都有大量的历史文物被丢弃或扔进垃圾桶,而不考虑它们对于社会和历史后代的重要性,”他在《西屋机器人》一书中写道。

但那些被保存下来的历史总能给我们启发。在历史的映照下,我们不仅能从技术演进脉络中看见技术进步的希望,也能从一些历史与当下的相似性中寻求技术的反思与出路。

原文来自:spectrum.ieee