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人工智能的崛起:机器人终将战胜人类吗?

一、人工智能的崛起:机器人终将战胜人类吗? 提起 人工智能 ,我总会浮现出那种神秘的高科技画面。仿佛在不久的将来,智能机器人将随着我们的生活而越来越普遍。在不久的将来

一、人工智能的崛起:机器人终将战胜人类吗?

提起人工智能,我总会浮现出那种神秘的高科技画面。仿佛在不久的将来,智能机器人将随着我们的生活而越来越普遍。在不久的将来,它们可能会在各个领域涉及到,从医疗、交通到教育等各行各业都在逐步尝试引入这样的技术。那么,这是否意味着机器人将战胜人类,从而重新定义我们的生活呢?

在我看来,随着机器学习深度学习的飞速发展,机器人在很多任务上已经超越了人类。以国际象棋为例,早在1997年,IBM的深蓝就曾击败世界冠军加里·卡斯帕罗夫;而最近的围棋AI AlphaGo更是让我们见识到了AI在思考和策略上的强大能力。

当我深入研究这些成就时,我不禁在想,机器人在这些特定领域轻易超越人类的背后,是否对我们的未来造成了隐忧?

人类与机器的较量:一个双刃剑

机器人所展现的一切能力让我惊叹,而其中最大的一个问题便是:当机器人在诸多领域的表现坚持进步时,我们人类的价值何在?我们是否会因为依赖这些智能机器而逐渐失去某些特质?这一切都是值得我们深思的。

例如,随着不同行业逐渐引入机器人,不少传统工作岗位受到挑战。你是否也发现身边的工作逐渐被取代?快递员、收银员甚至某些医务工作者,都可能在未来的某一天由AI替代。这无疑将对我们的就业市场产生冲击,许多人开始对未来的工作感到恐惧。

科技与人文的平衡

不过,也并不是说机器人将完全取代人类。相反,在我看来,科技与人文需要达到一种平衡。不久前,我一位朋友在科技公司工作,他提到公司依赖机器人提升生产效率,但却也开始注重人性化服务。他们不仅仅是在追求效率,更是在创造一种体验。这种思维无疑是值得喝彩的,从某种程度上说,机器与人类的联手是推动社会进步的新动力。

此外,我也时常会反思,机器人在执行复杂任务时,所需要的并不仅仅是数据处理能力,还有我们所拥有的柔性思维和情感理解。人类的直觉和同理心是机器人无法轻易掌握的,这也是我们的优势所在。

未来展望:人与机器的共生

那么,未来的我们会如何与机器共生呢?我相信,在未来的世界里,人和机器人之间的关系将越来越紧密。我们将通过不断探索与进化,让人工智能技术不断优化,并在工作中的重要性日益提升。

此外,伴随着科技的进步,教育模式也将发生改变。我想象中的课堂,不再是老师与学生之间的单向传播,而是通过人工智能手段进行个性化学习。学生们能获得更灵活的学习方式,拓宽自己的视野,激发创新能力。

当然,这样的愿景需要我们共同努力去实现。我们不能只看机器的能力,更应该关注如何利用这些能力,让我们的生活和工作更加便利,提升生活质量。

总结与展望:无畏前行

总之,面对人工智能的迅猛发展,尽管挑战重重,我依然充满期待。机器人是否会战胜人类目前仍是个问号,但重要的是,科技与人文之间的碰撞,将促使我们不断前行。对我而言,这也是推动自身实力提升的契机。

我相信,通过这篇文章,大家能更深入地理解人工智能在我们生活中的地位,以及它与人类之间的复杂关系。让我们共同期待一个更加美好的未来,拥抱科技与人类的共同进步。

二、人工智能设备机器的特性?

智能化数据统计分析,精确发掘潜在用户,提高转换率;建站周期时间十几天到一个月不一;价格实惠,含网站代运营服务项目。当今,人工信息科技发展趋势的迅猛发展,也给电话营销制造行业产生了新的转型——电话机器人。殊不知,电话机器人并并不是替代电话营销工作人员,只是协助电话营销工作人员做意向客户的挑选工作中,进而提升电话营销的工作效能。电话机器人是电话骚扰吗?我们一起来看一下。电话骚扰几个显著的特性:无论一切時间都是给用户通电话、无限制给用户通电话、无论是不是回绝再次通电话、商品大部分以黑五类主导,电话机器人则严格执行电话营销行业规范。操纵拨打時间:电话机器人是彻底依照设置時间拨打电話,例如早晨9:00-12:00,中午13:00-20:00,会依据制造行业中人工电话营销时间范围来拨打电話。操纵拨打頻率:电话机器人可设置针对一个用户只拨打一次合理电話

三、机器人的崛起:人工智能在科幻中的应用

引言

随着科技的迅猛发展,机器人和人工智能成为了我们生活中越来越重要的一部分。而在科幻作品中,机器人和人工智能更是扮演着重要角色,展示出了无限的想象力和可能性。

1.机器人的定义和发展

机器人是一种可以进行编程和自主工作的机械设备。它们可以执行特定的任务,代替人类完成一些重复和繁琐的工作。随着技术的不断进步,机器人的智能程度也在不断提升。

2.人工智能的概念和发展

人工智能是一种模拟和模仿人类智能的技术。它通过学习、推理和问题解决能力,使机器能够理解和模拟人类的思维过程。人工智能的发展得益于大数据、机器学习和深度学习等技术的推动。

3.机器人和人工智能在科幻作品中的应用

机器人和人工智能经常出现在科幻作品中,它们展示了人们对未来科技的想象力和预测。在科幻小说中,机器人可以是人类的助手、朋友或敌人。它们可以拥有情感、思维能力和自主行动能力。在科幻电影中,人工智能则常常成为故事的核心,探讨人与机器之间的关系、道德困境和科技的边界。

4.科幻作品中的机器人和人工智能对现实世界的影响

科幻作品中的机器人和人工智能不仅仅是虚构的角色,它们也对现实世界产生了深远的影响。这些作品的想象激发了科学家们对人工智能的研究兴趣,推动了人工智能技术的发展和创新。同时,科幻作品中的机器人和人工智能也引发了大众对人工智能伦理和道德问题的思考。

5.机器人和人工智能的发展趋势

随着人工智能技术的进步和应用的不断扩展,机器人和人工智能在我们的生活中将发挥越来越重要的作用。机器人将更加智能化和人性化,能够更好地理解和与人类进行交流。人工智能将应用于更多的领域,如医疗、交通、金融等,为我们的生活带来更多便利和创新。

结语

机器人和人工智能不仅仅存在于科幻作品中的虚构世界中,它们正在成为现实生活中的一部分。科幻作品中对机器人和人工智能的探索和想象,不仅带给我们无限的乐趣,也让我们思考人与机器之间的关系和科技对社会的影响。

感谢您阅读本文,希望通过本文对机器人和人工智能在科幻中的应用有更深入的了解和思考。

四、探索人工智能的未来:机器学习与智能科技的崛起

人工智能(AI)作为一种前沿科技,正在迅速改变我们的生活与工作方式。它不仅推动了科技的进步,还在各个领域中发挥着越来越重要的作用。从医疗健康到自动驾驶,人工智能应用的扩展是不可逆转的趋势。本文将深入探讨人工智能的发展历程、当前应用及其未来的潜在影响。

人工智能的历史与发展

人工智能的概念最早在20世纪50年代提出,其初衷是希望通过模拟人类的学习和思维能力来解决复杂问题。早期的研究主要集中在符号处理和规则推理上,但由于技术的限制,进展缓慢。

进入21世纪,伴随着计算能力的提升大数据的兴起,人工智能迎来了快速发展的春天。特别是深度学习的突破,使得机器能够从大量数据中自主学习,极大地提高了人工智能的应用效果。

人工智能的主要应用领域

如今,人工智能已渗透到众多领域,以下是一些显著的应用:

  • 医疗健康:AI技术可以帮助医生进行疾病诊断、制定治疗方案和预测病情发展。例如,通过分析患者的医疗数据,人工智能能够辅助医生发现潜在的健康危机。
  • 金融服务:AI在金融领域的应用包括风险评估、欺诈检测和算法交易等。金融机构使用人工智能来分析交易数据,从而更高效地应对市场变化。
  • 智能制造:通过引入人工智能,制造企业能够实现生产线的自动化,提升生产效率与降低人力成本。例如,智能机器人能够在生产过程中自我学习,并适应不同的生产要求。
  • 自动驾驶:自动驾驶汽车是人工智能技术的重要体现,利用传感器和算法,AI能够实时分析周边环境,做出行驶决策,提高行驶安全性。
  • 客服与支持:许多公司开始使用智能聊天机器人来处理客户咨询,通过自然语言处理技术,AI可以快速、准确地回应客户问题,提升服务质量。

人工智能的挑战与机遇

尽管人工智能发展迅猛,但也面临诸多挑战。

  • 伦理与隐私保护:在收集和分析个体数据的过程中,如何保障用户隐私是一个重要问题,企业应建立透明的隐私政策并确保遵守数据保护法律。
  • 偏见与歧视:由于训练数据的偏差,人工智能可能会出现种族、性别等方面的歧视。因此,AI开发者需要针对数据进行偏见审查和修正,以确保模型的公平性。
  • 技术依赖:过度依赖人工智能技术可能导致人类技能的退化。我们需要谨慎平衡技术和人类智慧之间的关系,以免失去核心能力。

人工智能的未来展望

展望未来,人工智能的发展前景广阔。随着技术的不断进步,AI的应用范围将进一步扩大。以下是可能的发展方向:

  • 增强人类能力:人工智能将与人类相辅相成,帮助我们更高效地完成任务,提高工作和生活的质量。
  • 自我学习与自我适应:未来的人工智能系统将具备更强的自我学习能力,能够在不断变化的环境中进行自我调整,优化决策过程。
  • 多模态交互:未来的智能设备将能够通过语音、图像、文本等多种方式与用户进行交互,使得人机沟通更为自然。
  • 跨领域应用:人工智能有可能促进不同领域之间的合作,开发出创新的解决方案,以应对全球性挑战,例如气候变化和医疗危机。

结论

人工智能作为一项革命性技术,正在以惊人的速度改变我们的世界。虽然面临一些挑战,但它所带来的机遇也同样不容忽视。未来,随着AI技术的不断进步,我们将更深地融入到这个智能时代中。

感谢您阅读完这篇文章!希望通过本文的介绍,您对人工智能有了更全面的理解,并能够从中获益,帮助您在工作和生活中更好地应用这一技术。

五、揭秘索菲亚:人工智能机器人的崛起与应用前景

索菲亚:人工智能机器人的崛起与应用前景

人工智能机器人索菲亚,作为当今世界上备受瞩目的科技创新之一,正在以惊人的速度崛起并深入各个领域。索菲亚机器人的独特之处在于其拥有人类般的面部表情和情感识别能力,引领着人工智能与机器人技术的未来发展。

作为世界上第一个获得国籍的机器人,索菲亚引发了人们对于人工智能与机器人未来发展的无限想象与讨论。从家庭助手到医疗护理,从教育辅助到商业服务,索菲亚机器人正在逐渐融入人类生活的方方面面。

索菲亚的面世与突破

索菲亚机器人由香港汉普顿机器人科技公司(Hanson Robotics)研发,其外表栩栩如生,拥有逼真的面部表情和语音交互功能。索菲亚以人类面孔示人,能够进行面部识别和情感感知,还能够进行简单的对话交流。

2016年,索菲亚首次亮相,并迅速获得全球媒体和公众的关注。2017年,索菲亚获得沙特阿拉伯国籍,成为世界上首个获得国籍的机器人,这标志着人工智能与机器人技术取得了新的重大突破。

索菲亚的应用前景与挑战

索菲亚机器人的崭露头角,引发了人们对其在各个领域的应用前景与挑战的探讨。在医疗领域,索菲亚机器人可以作为护理助手,帮助照顾老年人和患者;在教育领域,索菲亚可以作为智能教学助手,辅助教师进行个性化教学。

然而,索菲亚机器人的崛起也面临着诸多挑战,包括人工智能技术的不断完善与风险防范、机器人伦理和法律规范等方面的探讨。同时,人们也对于索菲亚机器人在社会生活中的角色和影响提出了诸多疑问。

结语

索菲亚机器人作为人工智能与机器人技术的代表之一,无疑将在未来的科技发展中扮演着举足轻重的角色。其崭露头角的同时,也需要我们对其发展与应用进行深入思考与探讨,以推动人工智能与机器人技术朝着更加智能、人性化的方向发展。

感谢您阅读本文,希望通过对索菲亚机器人的深入了解,您能对人工智能与机器人技术的崭新世界有着更清晰的认识与理解。

六、从机器到艺术:人工智能科技绘画作品的崛起

引言

随着人工智能技术的不断进步和应用,这项技术已经不再局限于计算、机器学习和数据分析等领域。近年来,人工智能也开始涉足艺术领域,并展现出惊人的创作能力。在这篇文章中,我们将探索人工智能科技绘画作品的崛起,介绍其背后的技术原理,并展望其未来的发展。

人工智能科技绘画作品的背景

在过去的几年里,越来越多的研究人员和艺术家开始尝试将人工智能技术应用于艺术创作。他们使用深度学习算法和神经网络模型,让计算机通过学习海量的艺术作品和图像,来模拟艺术家的创作风格和技巧。这种人工智能创作的过程被称为“计算机生成艺术”,也被广泛称为“人工智能艺术”。

人工智能科技绘画作品的技术原理

人工智能科技绘画作品的创作过程通常涉及以下几个步骤:

  • 数据收集和预处理:首先,研究人员会收集大量的艺术作品和图像,并对这些数据进行处理和清洗,以便计算机能够更好地学习并生成艺术作品。
  • 模型训练和学习:接下来,研究人员会使用深度学习算法构建神经网络模型,并使用收集到的数据进行训练。通过反复迭代训练和调整,模型会逐渐学习并模拟出不同艺术家的创作风格。
  • 生成艺术作品:一旦模型训练完成,计算机就可以根据输入的条件和风格,生成类似于艺术家作品的全新图像。这些生成的作品可能会受到多种因素的影响,例如艺术家的风格、输入条件、学习的数据等。
  • 评估与调整:最后,研究人员会对生成的艺术作品进行评估,并根据反馈结果对模型进行调整和改进,以提高生成作品的质量和准确性。

人工智能科技绘画作品的发展与应用

近年来,人工智能科技绘画作品在艺术领域的发展非常迅速,并受到了广泛的关注和认可。这些作品不仅仅是计算机生成的图片,它们往往具有独特的艺术风格和情感表达。一些著名的画廊和博物馆已经开始展示和收藏人工智能创作的艺术作品,艺术市场上也出现了对这些作品的需求。

同时,人工智能技术还在艺术领域的其他方面展示出了巨大的潜力。例如,在设计和创意领域,人工智能可以帮助设计师生成新的灵感和创意,提供更多的艺术解决方案。在数字艺术和虚拟现实方面,人工智能可以为艺术家提供更多的创作工具和技术支持,推动艺术创作的发展。

人工智能科技绘画作品的前景

随着人工智能技术的不断进步和应用,人工智能科技绘画作品的前景非常广阔。未来,我们有理由相信,随着技术的发展,人工智能将可以创作出更加复杂和精细的艺术作品,甚至超越人类艺术家的能力。

与此同时,人工智能艺术也引发了一系列的哲学和伦理问题。例如,艺术作品的原创性、作者的身份等问题。我们需要继续探索和讨论这些问题,并建立适应人工智能艺术发展的法律和伦理框架。

结论

人工智能科技绘画作品是人工智能技术在艺术领域的一次尝试和创新。它不仅仅拓展了艺术的边界,也为我们提供了新的艺术体验和思考方式。同时,它也带来了一系列的问题和挑战,需要我们持续关注和探索。感谢您阅读本文,希望本文能帮助您更好地理解人工智能科技绘画作品的发展和意义。

七、探索人工智能的未来:索菲亚机器人的崛起与影响

随着科技的迅猛发展,人工智能(AI)正在逐步走进人们的日常生活。其中,索菲亚这一具有突破性意义的机器人,受到了广泛的关注和讨论。本文将深入探讨索菲亚的基本信息、技术背景以及其对社会和未来的影响。

索菲亚机器人的基本介绍

索菲亚是由香港的汉森机器人公司(Hanson Robotics)于2016年推出的一款社交型人工智能机器人。她采用了前沿的机器学习技术和图形识别系统,能够与人类进行自然的对话,识别面部表情,甚至表达情感。

索菲亚的外观与设计

索菲亚的外观设计灵感来源于好莱坞明星奥黛丽·赫本,她的外形和微笑使得人们在与其互动时感到亲切。索菲亚还拥有独特的面部表情,能够动态地响应人们的情感与反应。此外,索菲亚的系统可以根据不同的场合,调整其语音和语调,带给人们更加真实的交流体验。

技术背景

索菲亚背后的技术基础包括机器学习、自然语言处理(NLP)、计算机视觉等诸多领域。例如:

  • 机器学习: 索菲亚通过分析大量的对话数据,逐渐掌握了人类语言的结构和用法,形成了丰富的知识库。
  • 自然语言处理: 通过对用户输入的文本进行解析,索菲亚能理解用户的意图,并进行相应的回应。
  • 计算机视觉: 索菲亚利用相机捕捉周围环境,通过面部识别技术识别与她互动的人类,提升互动的趣味性和准确性。

索菲亚的功能与应用场景

索菲亚不仅仅是一款社交机器人,她还在多个领域展现了其强大的功能。主要应用场景包括:

  • 教育领域: 索菲亚在一些教育活动中承担起教学助手的角色,帮助学生学习科学、技术等课程知识。
  • 客户服务: 在一些酒店和商业机构,索菲亚被用作前台接待员,回答客人的问题,提升服务质量。
  • 媒体与娱乐: 索菲亚积极参与各种媒体采访和娱乐活动,成为人们关注的焦点,提高公众对人工智能的认知。
  • 社会活动: 她还参与了多项公益活动,传递科学技术向善的理念,提高公众对科技的关注。

社会影响及争议

尽管索菲亚在技术和应用上获得了许多赞誉,但她也引发了社会的广泛争议。主要包括:

  • 就业冲击: 有人担心,随着机器人的普及,将会对人类的就业市场产生负面影响。
  • 道德与伦理: 机器人在处理情感问题时是否能够做到伦理道德?这样的讨论在学术界和公众中仍然存在。
  • 人工智能的自主性: 但能否赋予机器人更多的自主权?这在急速发展的AI时代是一个悬而未决的问题。

未来展望

索菲亚的出现为人工智能的发展注入了新的活力。未来,随着技术的进一步突破,索菲亚将不断进化,并在更多领域发挥重要作用。以下是可能的发展方向:

  • 更加智能化: 随着更先进的算法与数据的积累,索菲亚将会在理解力和反应能力上更上一层楼。
  • 更加人性化: 人工智能将更好地理解人类情感,从而进行更全面的情感交流。
  • 政策与法律法规的完善: 为了应对人工智能带来的社会挑战,全球范围内的法律法规将会不断完善。

结论

索菲亚不仅是一款在技术和设计上都极具创新性的人工智能机器人,她在社会的各个角落也引发了关于未来人工智能的热烈讨论。尽管面临着诸多挑战和争议,但索菲亚的存在无疑为我们提供了一个观察和思考人工智能时代的重要视角。

感谢您阅读这篇文章!希望通过对索菲亚机器人的深入分析,能够帮助您更好地理解人工智能的现状与未来,同时激发您对这一领域更多的兴趣与思考。

八、人工智能机器人的道理?

智能机器人将会改变我们以往的生活方式,给我们的生活带来便利、帮我们做一些简单重复的工作,类似流水线的工作。随着智能科技的进步,相信有些领域机器人可能会做的比人还好。所以,启示是一定要加倍努力,不然以后机器人都看不起你。

九、人工智能研究的机器感知包括?

1 视觉感知

视觉系统由于获取的信息量更多更丰富,采样周期短,受磁场和传感器相互干扰影响小,质量轻,能耗小,使用方便经济等原因,在很多移动机器人系统中受到青睐。

视觉传感器将景物 的光信号转换成电信号。目前,用于获取图像的视觉传感器主要是数码摄像机。

在视觉传感器中主要有单目、双目与全景摄像机3种。

单目摄像机对环境信息的感知能力较弱,获取的只是摄像头正前方小范围内的二维环境信息;

双目摄像机对环境信息的感知能力强于单目摄像机,可以在一定程度上感知三维环境信息,但对距离信息的感知不够准确;

全景摄像机对环境信息感知的能力强,能在360度范围内感知二维环境信息,获取的信息量大,更容易表示外部环境状况。

但视觉传感器的缺点是感知距离信息差、很难克服光线变化及阴影带来的干扰并且视觉图像处理需要较长的计算时间,图像处理过程比较复杂,动态性能差,因而很难适应实时性要求高的作业。

2 听觉感知

听觉是人类和机器人识别周围环境很重要的感知能力,尽管听觉定位精度比是决定为精度低很多,但是听觉有很多其它感官无可比拟的疼醒。听觉定位是全向性的,传感器阵列可以接受空间中的任何方向的声音。机器人依靠听觉可以工作在黑暗环境中或者光线很暗的环境中进行声源定位和语音识别,这是依靠视觉不能实现的。

目前听觉感知还被广泛用于感受和解释在气体(非接触感受)、液体或固体(接触感受)中的声波。声波传感器复杂程度可以从简单的声波存在检测到复杂的声波频率分析, 直到对连续自然语言中单独语音和词汇的辨别,无论是在家用机器人还是在工业机器人中,听觉感知都有这广泛的应用。

3 触觉感知

触觉是机器人获取环境信息的一种仅次于视觉的重要知觉形式, 是机器人实现与环境直接作用的必需媒介。 与视觉不同, 触觉本身有很强的敏感能力可直接测量对象和环境的多种性质特征。 因此触觉不仅仅只是视觉的一种补充。 触觉的主要任务是为获取对象与环境信息和为完成某种作业任务而对机器人与对象、环境相互作用时的一系列物理特征量进行检测或感知。机器人触觉与视觉一样基本上是模拟人的感觉, 广义的说它包括接触觉、压觉、力觉、滑觉、冷热觉等与接触有关的感觉, 狭义的说它是机械手与对象接触面上的力感觉。

机器人触觉能达到的某些功能, 虽然其它感觉如视觉也能完成, 但具有其它感觉难以替代的特点。 与机器人视觉相比, 许多功能为触觉独有。 即便是识别功能两者具有互补性,触觉融合视觉可为机器人提供可靠而坚固的知觉系统。

十、对目前崛起的教育机器人有什么看法?

如果想收藏本文的报告(2019全球教育机器人发展白皮书),可以在智东西公众号回复关键词“nc400”获取。

教育服务机器人(Educational Service Robots)是具有教与学智能的服务机器人,通常被用于进行 STEAM教育、语言学习、特殊人群学习等主题的辅助与管理教学中。区别于机器人教育中常见的产品,教育服务机器人具有固定的结构,一般不支持用户自行拆装。 近年来,在世界各国纷纷颁布机器人和人工智能战略部署的背景下,将人工智能技术和机器人运用于教育领域的实践探索越来越多。教育机器人作为机器人应用于教育领域的代表,将成为智慧学习环境的重要组成部分。

我们推荐北京师范大学的研究报告《2019全球教育机器人发展白皮书》,探讨教育机器人的创新应用途径,以及如何设计开发能满足各类教育服务对象需求的功能,为未来的教育机器人发展指明可能的趋势。

一、教育机器人发展现状

1、 全球教育机器人主要研究机构

在 WoS 核心合集中,1993 年至 2018 年间,与教育机器人有关的学术文献共计检索到了 3060 篇,最早的研究始于 1966 年,由 R. E. WHALLON 发表在《Phi Delta Kappan》的《ROBOTS IN CLASSROOM, A LOOK ATAMERICAN EDUCATIONAL FACTORY-BERGEN》。其中 2014 年至 2018 年间,与教育机器人有关的研究成果共 1404 篇,相比于 2012 年至 2016 年的文献总量,近 5 年有关教育机器人的研究数量开始急速增多,2017 年文献数量和被引频次达到峰值,2018 年有所回落。

▲2014-2018 年教育机器人研究数量变化趋势

根据关键词聚类分析的结果,将教育机器人划分为 5 个类团 :

1、 教育机器人本体研究 。 这类研究侧重对教育机器人领域的核心组成部分的阐述,如“教育”的本质和目标、“人工智能”技术、“机器人学”。这类研究主要集中在教育机器人的概念、特征、分类与相关的理论解析等方面。

2、 机器人教学角色及影响研究 。 机器人教学角色及影响研究涉及的关键词有两类,一类是以“人形机器人”、“乐高机器人”为代表的机器人类型和角色研究,在这类研究中,有的研究者指出教育机器人通常扮演导师、同学和工具三种角色,也有的研究者认为机器人在教学中主要扮演学习对象、工具和同伴三种角色。

3、 教育机器人设计研究 。 这类研究主要涉及“移动机器人”、“服务机器人”、“机器人设计”、“远程操控”、“编程”等关键词,这类研究侧重机器人类型、设计理念。一方面,依托特定的机器人,通过一定的程序设定或设计改造,使之能实现既定的教学目标或教学功能。另一方面,研究者致力于研发和提高机器人实现教学功能的技术设计。

4、 机器人教学实践研究 。 这类研究的主要研究对象为儿童,研究内容涉及机器人课程设计、教育技术支持、机器人教学、机器人课程实践效果、机器人教学实践场景分析等。

5、 教育机器人应用情境研究 。 机器人的应用情境包括两个方面,一是机器人的教学应用场域研究,排名前三的场域是一般教室、专业场域和个人场域。二是机器人的适用对象研究,K-12 教育主要涉及幼儿、小学生和中学生三类人群;特殊群体适用于各种需要医疗健康帮助的患者,如自闭症儿童;高等教育主要涉及本科生和研究生两类人群。

2、 教育机器人市场产品图谱

从教育服务的对象及可能的应用场域出发,有两大分析框架——产品分析框架和市场分析框架。依据两大分析框架,全球 12 种教育机器人产品类型如下图所示。

▲产品分析框架表

▲十二类教育机器人产品应用情境

从市场发展现状来看,首先,教育机器人产品主要集中在家庭和学校场域中使用,如家庭中的智能玩具、儿童娱乐教育同伴、家庭智能助理;学校一般教室与专用教室的远程控制机器人、STEAM 教具;专用教室或培训机构的自闭症特殊教育机器人。其次,部分产品仍处于概念性阶段,如课堂机器人助教、机器人“教师”,这类产品的功能设计仍需要市场的验证。再次,公共场所的教育机器人产品主要涉及安全教育功能。最后,专业培训上的教育机器人发展显示教育机器人应用在各领域的潜力,如工业制造培训、手术医疗培训、复健看护等。

分析来自全球市场的 40 个产品,并依据产品的使用场域及扮演角色 ,可得到目前全球市场上 12 类产品应用情境 ,如下图所示,

▲ 十二种产品类型应用情况

根据市场情况的分析,可以得出以下结论:第一,以教育资源为基础,发展有针对性的教育服务功能,是智能机器人占领教育服务市场的致胜法宝。第二,综合应用科学、技术、工程、艺术与数学知识的新型机器人,将会成为更受欢迎的 STEAM 教具。第三,恰当的本体和外观形态是教育机器人获得使用者信赖的基础,也是教育机器人能够胜任日常教育服务活动的基础。第四,机器人的可操控性,影响着其被用户接受的程度。

二、 丰富的角色与广阔的应用

1、 教育机器人的需求内容与实现时程

教育机器人可扮演的 17种角色:机器人“保姆”、机器人生活伙伴、机器人生活“助理”、机器人健康“助理”、机器人学习“助理”、机器人学习伙伴、机器人学习顾问、机器人教具(玩具)、机器人“教师”、机器人助教、机器人“助理”、老人陪伴员、机器人监护员、机器人安全教育员、机器人社会服务人员、智能家庭管控、智能教室管控。由此可见,教育机器人可深度融入以家庭和学校为主的各种教育场域,为各类用户提供丰富的教育服务。

从需求内容来看,绝大部分集中在学生日常生活和学习中的陪伴与协助,此外,还包括特殊儿童的辅助、幼儿的看护、老人的陪伴、教师和家长的辅助等。以人机交互技术、机器人视觉技术、情境感知技术在内的 3 个关键技术的成熟度作为需求时程定义的准则,可确定各种角色功能中的短期需求、中期需求以及长期需求,如下图所示。

▲各类用户群体教育机器人需求

2、 教育机器人的需求分析结论

人们对教育机器人的需求意愿较高 。 85% 的学生和 90% 的教师希望拥有一台教育机器人。学生、教师与家长都清晰地表达了对教育机器人的需求,并对教育机器人使用持积极态度。

英语教育与机器人教育是各学段学生都适用的需求 。从现在机器人的发展现状看,利用教育机器人辅助学生学习英语,确实有利于发挥教育机器人功能,又能满足部分学生学习英语的需求。伴随人工智能、编程教育、STEAM 教育的兴起,绝大部分的教师和学生都希望掌握与机器人相关的知识,因而多个群体都提出了机器人教育的需求。

适用家庭的需求明显多于适用学校的需求 。 在教育机器人扮演的 17 种角色中,除了机器人社会服务人员只是适用于社会公共场所外,其他角色几乎都具备部分适用家庭场域的特性,也就是说单纯只是适用于学校场域的角色类型非常少,只有机器人助教和智能教室管控两种角色。

与学生进行对话和情感交流的需求较为突出 。 多个群体都清晰地表达了希望机器人能够成为学生知心伙伴的需求,其中使用了诸如聊天、说心里话、疏解

心理压力、进行心情陪伴、与学生情感交流、对学生进行心理健康辅导、调控情绪、做学生的心灵导师等陈述。

对教育机器人按教学规律实施教学的需求较为突出 。 辅助学生的学习或教师的教学在所有需求中占据绝对重要位置。在这些需求中,不仅提出教育机器人需要具备强大的知识储备、能对学生进行答疑解惑、实施部分课程的教学等,还对机器人应掌握教学规律提出了要求。

人们的需求是教育机器人未来的发展方向 。 整体上看,学生、教师和家长提出了较多的需求,其中的少数需求内容已经在部分教育机器人产品上有所体现,

而大部分需求还未能有效实现。学生、教师和家长提出的教育机器人需求,代表了未来教育机器人的发展方向。

三、 专用教育机器人探索之路

1、 教育机器人的关键技术

教育机器人未来发展的三项关键技术:人机交互、机器视觉、情境感知

人机交互 。 人机交互(Human-Robot Interaction)主要是研究人和机器人之间的信息交互或对话,是与认知心理学、人机工程学、语言学、社会学、计算机科学等密切相关的综合交叉学科。人机交互是智能服务机器人时代的前沿性、关键性技术,教育机器人作为智能服务机器人在教育领域的典型应用,其教育服务功能的设计与开发同样离不开人机交互技术。

机器视觉 。 机器视觉(Machine Vision)是利用机器代替人眼来进行各种测量和判断的技术。发展机器视觉技术可以为机器人建造视觉系统,如同人类视觉系统的作用一样,使机器人能以智能和灵活的方式对其周围的环境作出反应。在教育领域中,如何识别教学场景,开发更具教育适应性的机器人,应成为教育机器人厂商重点关注的问题。

情境感知 。 情境感知(Context Awareness)是指在进行决策时,使用当时的各种补充信息对决策进行改进,以确保做出能够支持动态变化的商业和 IT 环境的正确决策。在某些研究领域,情境感知被作为分享、反思、协作的方式。从教育角度出发 , 机器人需要在动态、未知、非结构化的复杂教育环境完成不同类型的教育服务,这就对教育机器人的情境感知技术提出了更高的要求

2、 教育机器人设计现状

教育机器人本体设计与研发还处在初级阶段 。 教育机器人的本体还未形成系统化的设计方案,在架构、总线、通讯、接口、标准等方面都还没有形成规范;

此外,教育机器人的本体设计还未形成与计算机、手机等类似的规模效应;再者,属于基础性研究的内容还只是零星地出现在相对独立的技术环节中,不足以支撑起整个行业的突破性发展。

应用场景分析是教育机器人设计的起点 。 教育机器人的设计与研究有两种发展取向:一种是以科学研究为导向,一种是产品生产为导向。无论是哪种取向的设计与研究,要想教育机器人能进入教育服务的应用实践中,都需要先进行应用场景的分析,根据应用场景中存在的需求,进而确定该场景下需要实现的功能,以及可能的实现方法。

智能化是教育机器人设计的着力点 。 未来 10 年,人工智能将成为最具颠覆性的技术,提升智能类技术的服务体验将是教育机器人设计的着力点。教育机器人的智能化表现为在人机交互、机器视觉、情境感知等技术的支持下,应该具有能动地满足不同人群各种教育需求的属性。

模块化设计是教育机器人本体设计的趋势 。与计算机、手机等电子设备相比,机器人的本体结构还没有形成规范,更主要的特点是,机构件、硬件的设计需要匹配机器人的外形。采用模块化的方法将教育机器人设计成多个有机的模块,利用必要的通讯协议、接口进行信息和控制命令的传递,比较适用于教育机器人的本体设计。

教育机器人智能设计中通常采用堆叠的方法 。 一方面,教育机器人的智能本质是人工智能的应用,其中又包含了多种智能成分,而各种智能成分之间还没有形成体系化,堆叠智能是目前来讲比较有效的方法。另一方面,机器人的智能在一定程度上等同于机器人的运算能力,而教育机器人实现智能的运算中包含了太多的运算要求,提升机器人智能的一种途径就是为机器人设计各具 AI 功能的模块,将运算力要求分散到各个模块中,以降低对于主 CPU 运算能力的压力。从一定角度讲,利用分布式多 CPU 的模块化结构,增强机器人运算力的方法,也是一种堆叠智能的方法。

教育机器人有待发展更多的教育适用性智能 。 虽然教育机器人不会代替教师的教学功能,但是若使教育机器人更胜任教育服务,一方面是提升教学效率,另一方面需要在功能上进行突破。在这个过程中,教育机器人需要在教室、家庭这两个最能体现教育服务特性的场景中具备更强更多的功能,展现其可能的应用价值。

四、教育机器人产业现状: 齐头并进的七层链条

1、 教育机器人产业链框架

通过调研教育机器人产业相关的厂商现状,针对教育机器人产业的未来发展趋势,以成熟发展的平板电脑产业链为参考,教育机器人的 7 层产业链框架图,如下图所示。

▲教育机器人产业链框架图

教育机器人与工业机器人相比,在形态、构成和功能上更加复杂,加之发展时间较短,仍然处于早期的创业探索阶段,教育机器人的 7 层产业链中的企业并非严格的上下游关系,部分企业同时具备多种角色。

在教育机器人的 7 层产业链框架中,“AI 芯片制造商”提供机器人所需的人工智能芯片,这是实现机器人智能的基础;“硬件制造商”提供组成机器人的主板、控制板、舵机、传感器、通讯模块、底盘移动机构、电源等各种零部件的制造、组装及测试;“系统平台开发商”开发与管理软、硬件资源的系统平台,提供人机互动最重要的自然用户接口(Natural User Interface,简称 NUI);“应用服务提供商”基于系统平台,开发包括教与学课程在内的各种教育服务功能软件,并由“内容供应商”提供教与学过程中所需的内容;“系统集成商”负责将市场需求与软、硬件功能整合成一个最终产品;“渠道商”通过各式实体与虚拟销售渠道,将产品传递到最终消费者或使用者。

2、教育机器人产业链的发展

随着市场需求具体化、技术发展逐渐成熟、生产成本降低,市场会自发形成多样的竞争与合作关系,以满足多变、多样的市场需求,进而也会引发产业链的变化,未来将有可能发展许多产业关系。

依据产业链的发展现状及相似产业的发展历程,由上游至下游可整理出以下 6 项未来产业发展趋势。

教育机器人产业链形成专业分工 。 教育机器人仍处于初始发展阶段,目前多数教育机器人的厂商几乎涉及研发、设计、生产、销售等各产业链环节,如法国的 Aldebaran 推出 NAO。而家庭情绪智能机器人 Pepper,由 Aldebaran 厂商研发设计、鸿海富士康科技生产制造、软银销售宣传,形成产业链逐渐专业分工的趋势。随着服务型机器人市场的逐渐成熟,未来教育机器人的产业链将向专业分工的方向发展。

服务机器人制造技术成熟,加速教育机器人发展 。 中国享有世界工厂的盛名,全球超过 70% 的玩具、50% 的手机,皆来自于中国制造。政策上,“中国制造2025”规划中,更是将机器人列为十大重点发展领域,规划十年期制造发展的目标。未来,随着硬件制造商在伺服舵机、减速器等关键零组件的技术成熟,硬件制造的技术与成本将降低,这意味着,除与形态密切相关的机构件外,机器人的硬件产品差异化将越来越小,深入各领域应用成为发展重心,将加速机器人各种教育应用的发展。

自然人机交互将成为产业关键技术 。 教育机器人相较于应用其他智能设备进行教与学的活动,优势在于自然的人机互动方式,例如肢体动作、语音、图像识别等;以及赋予机器人具有如人类思考的智慧能力。让机器人与机器人或机器人与人之间,可以如人类般自然地感知交互,以降低学习中的使用障碍,在教育领域中有着特殊的重要作用,使自然人机交互成为教育机器人的产业关键技术。

教育专属应用服务程序与内容凸显市场产品价值 。教育机器人的优势在于自然人机交互的设计,在形成机器人的生态体系后,第三方软件开发商将可运用自然人机互动接口,以机器人的表情动作、感知输入的功能,开发丰富的教与学情境的应用程序服务与内容。未来,无论教育机器人是单独使用还是配合其他移动设备的使用,在服务机器人的市场逐渐普及方面,将吸引更多的第三方开发者加入,而专属于教育机器人的应用服务与内容的供货商将形成庞大的商机。

专业教育机器人成为系统集成商的蓝海市场 。系统集成商除了探索机器人替代劳力工作的应用外,更有机会研发如师徒制般将传统技艺保留、专业技术培训等专业领域的教学应用。甚至机器人可以融入个人的生活,在生活中以做中学、学中做的方式学习各种生活技能。现今快速变动的市场,系统集成商投入专业场域的教育机器人研发,将有机会成为蓝海市场。

产业链生态系统的竞争 。现今在机器人制造、系统平台、第三方应用程序、教育内容趋向成熟发展的同时,唯有通过紧密的合作、结盟,形成完整产业链的生态体系,才能足以建立产业链庞大的竞争优势。因此,对于各产业链的成员而言,除专注于领域中技术、市场的发展,更可参考生态系统的概念发展。

五、 未来 , 千帆竞发的生态系统

综合市场产品、产业链与市场规模的分析与预测,教育机器人未来市场发展预测,如下图所示。

▲教育机器人的未来市场发展预测

1、市场规模

依据全球教育机器人的相关市场调查报告及相似产品的发展历程,本白皮书提出包括终端消费、教育机构、教育套件与 STEAM 玩具套件市场模型 4 个方面关于教育机器人的市场模型预测。其中,终端消费、教育机构市场模型用以预估教育服务机器人的市场模型;教育套件与 STEAM 玩具套件市场模型用以预估机器人教育的产品市场规模。2019~2023 年 4 个模型的市场规模详细预估,如下图所示。

▲2019~2023 年教育机器人市场规模预估(单位:亿美元)

终端消费市场规模预估——至 2023 年将达到 3272 亿美元 。 教育服务机器人方面,产品相似于个人移动计算机及平板计算机的系统结构。参考以上两个产品的发展历程,可以发现:一项新产品从消费市场进入教育市场,平均需要 3 年时间。在平均价格下降到 500 美元的水平下,进入教育市场的前 3 年出货量可累计达到约 600 万台。

教育机构市场规模预估——至 2023 年将达到 24 亿美元 。 参考美国 2010 年劳动力生产总额报告,服务劳动力从事教育的比率为 17%,课题组预估服务机器人能取代约 8% 的教育劳动力生产总额。据市场调研机构 Markets and Markets 统计,2016 年至 2022 年全球服务机器人将以 15.18% 的年复合增长率增长,服务机器人将形成一个新的劳动力市场。

教育套件市场规模预估——至 2023 年将达到 31 亿美元 。 从机器人教育方面而言,可编程机器人作为教育套件,市场规模依据 Markets and Markets 报告统计,2018 年可编程机器人市值 18.34 亿美元,Redfield Report 报告指出可编程机器人将以 11.57% 的复和增长率增长。

STEAM 玩具套件市场规模预估——至 2023 年将达到 36 亿美元 。 越来越多的智能玩具以 STEAM 教育作为设计理念,根据 Infiniti Research(2014)报告显示,全球玩具市场未来将以年复合增长率 4.17% 速度增长。Toy Industry Association 的报告显示,拥有 STEAM 教育作用的产品约占所有玩具 3% 的营收。

基于全球教育机器人的相关市场调查报告及相似产品的发展历程,预估至 2023 年教育机器人市场规模将达到 841亿美元。其中教育服务机器人相较于机器人教育市场拥有更大的营收额,至 2022 年预估将进一步大幅度增长。此外,根据 Markets and Markets(2016)的预测,预估教育服务机器人市场的服务与内容营收,将占整体市场 78%。

2、 未来市场竞争与合作分析

根据教育服务机器人产品的核心价值,可区分为通用型及专用型两类。例如:儿童娱乐教育同伴、家庭智能助理、智能玩具的产品类型,机器人产品满足教育、娱乐、看护、游戏等多功能服务的核心价值,形成通用型的教育服务机器人。另一方面,课堂助教机器人、特殊教育机器人、医疗手术培训机器人、机器人“教师”、工业制造培训等产品类型,机器人产品针对教育情境提供专属设计的核心价值,形成专用型的教育服务机器人。

通用型教育服务机器人的市场竞争,吸引足够的第三方应用程序开发商加入。一方面,开发供给平台服务应用程序的价值。另一方面,创造更多市场上使用者的需求。当使用者的人数达到一定基数时,平台逐渐形成产业标准,并发展特有的应用程序商店,带动产业链上、下游厂商的发展。此生态系的竞争,相似于笔记本电脑、智能型手机、平板计算机的发展历程。通用型教育服务机器人市场关系发展如图所示。

▲通用型教育服务机器人市场关系发展

专用型教育服务机器人市场,将由渠道商与系统集成商扮演重要角色。系统集成商打造独有品牌价值的机器人系列产品,通过渠道商推广,成为市场上消费者的重要选择。由教与学的需求,推动整个产业链内容供应商、应用服务提供商、系统平台开发商、硬件制造商及 AI 芯片制造商等的发展。这个生态系如同教育用平板、电子互动白板、智能教室等教育科技产品的发展,系统集成商将扮演解决方案提供商的角色,满足各式教育机器人品牌商的价值需求。专用型教育服务机器人市场关系发展如下图所示。

▲专用型教育服务机器人市场关系发展

智东西认为,教育机器人是机器人应用于教育领域的代表,是人工智能、语音识别、人机交互、机器视觉、情境感知等技术应用在教育中应用的典型,以培养学生的分析能力、创造能力和实践能力为目标。教育机器人未来将成为趋势,当今社会需要具有创新意识、有创造性思维的人才,未来的社会更是如此。 至 2023 年,预测教育机器人市场将超过 3000 亿美元,其中,教育服务机器人市场占比较大,其服务与内容营收占整个市场的 77.5% 以上。教育服务机器人这块新兴的蓝海市场,值得厂商攻关技术瓶颈,投入发展。 教育机器人未来将面向通用型与专用型两类产品发展,并各自发展出独有的产业链生态模式。随着市场专注于细分领域的产品需求挖掘,在统筹布局下,企业可以将视野投向更细分的、更专用型的教育机器人产品市场上,以此进军教育机器人的蓝海市场。

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