機器人如何服務(wù)最需要幫助的人
2010年，亨利?埃文斯（Henry Evans）在電視上看到了一款機器人——來自機器人公司W(wǎng)illow Garage的PR2，當(dāng)時佐治亞理工學(xué)院機器人專業(yè)的教授查理?坎普（Charlie Kemp）正在展示PR2如何確定人的位置并為其拿一瓶藥。對于那天的大多數(shù)觀眾而言，PR2不過是一種新奇事物。但對埃文斯而言，這款機器人有可能改變他的生活。“我把PR2想象成自己身體的替代品，”埃文斯說，“臥床多年，我想象著用它來再次操縱身體?！?/p>
8年前，40歲的亨利在硅谷擔(dān)任首席財務(wù)官，由于先天缺陷，他患上了類似中風(fēng)的疾病，一夜之間，他成了一個四肢癱瘓、口不能言的人。2006年，埃文斯在博客中寫道：“原本我是身高6英尺4英寸、體重200磅的一名公司高管。我不斷非常獨立，可能都獨立得有些過頭。一朝中風(fēng)，我突然完全無法自理......我想做的每一件事都需要別人幫忙，也只能靠別人去做?！卑Ｎ乃怪荒芤苿与p眼、頭和脖子，也能稍微動動自己的左手大拇指。他可以順利獲得頭部的動作和屏幕上的軟鍵盤控制電腦光標，以每分鐘大約15個單詞的速度打字，這也是他就本篇故事與《科技縱覽》溝通研討的方式。
與喬治亞理工學(xué)院的坎普取得聯(lián)系并與Willow Garage公司合作后，埃文斯和妻子簡? 埃文斯（Jane Evans）開始與機器人專家共同召開一個名為“機器人造福人類”的項目。該項目的目標是找到方法提高殘疾人的獨立性，幫助殘疾人及其照料者生活得更美好、更充實。PR2是順利獲得“機器人造福人類”項目開發(fā)的諸多輔助技術(shù)中的首項技術(shù)，借助機器人（和其他輔助），亨利在臥床10年后終于又能自己刮胡子和撓癢癢了。
為了給頭部撓癢，亨利使用了經(jīng)過改造的梳子，這把梳子帶有機器人更容易抓住的軟套。
“對我來說，機器人不斷是科幻小說里的東西?！焙?埃文斯對我說，“第一次和亨利開始這個項目時，我從未想過自己家里會有一個機器人。但我告訴亨利：‘我已經(jīng)準備好和你一起探險了?！總€人都需要有人生目標。亨利身體受限后失去了自己的目標，而我看到他又擁抱了新的目標——這讓我的丈夫重獲新生。”
亨利強調(diào)，輔助設(shè)備不僅要提高殘疾人的獨立性，還要使其照料者的生活更輕松。他解釋道：“照料者非常忙，對技術(shù)沒有興趣（通常也不具備技術(shù)能力）。因此，如果設(shè)備的安裝不夠簡單，也不能節(jié)省大量時間，它就不會被使用?！?/p>
雖然PR2潛力巨大，但它過于龐大、過于昂貴，而且要在現(xiàn)實世界中得到常規(guī)使用，其技術(shù)性太強。“它的價格高達40萬美元，”簡回憶道，“重達400磅。如果它撞到東西，可能 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 的屋子都會毀了！不過我意識到PR2就像第一臺電腦——如果這就是學(xué)習(xí)幫助他人所需要的，那就值得?！?/p>
對亨利和簡而言，PR2是一項研究項目而非有用的工具。對喬治亞理工學(xué)院的坎普而言亦是如此，類似PR2的不夠?qū)嵱玫臋C器人永遠不會在研究環(huán)境之外產(chǎn)生直接影響。坎普有著更大的抱負。“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 從一開始就試圖讓機器人走入真實家庭，與真實的人互動?！彼f。要用PR2實現(xiàn)這一點，需要經(jīng)驗豐富的機器人專家團隊和一輛裝有電動升降門的卡車的幫助。“機器人造福人類”項目進行了8年，仍未出現(xiàn)一款足夠?qū)嵱玫臋C器人讓亨利和簡這樣的人真正用得上?？财栈貞浀?：“我覺得非常沮喪?！?/p>
2016年，坎普開始設(shè)計一款新的機器人。新的機器人可利用多年來在硬件和計算能力方面的進步，完成PR2可以做到的許多事情，不過是以簡單、安全、實惠的方式實現(xiàn)?？财照业搅酥救は嗤兜膩唫?埃德辛格（Aaron Edsinger）。埃德辛格和坎普一樣，師從羅德尼?布魯克斯（Rodney Brooks），在麻省理工學(xué)院取得了博士學(xué)位。埃德辛格曾與人共同創(chuàng)立了一家機器人初創(chuàng)公司，該公司于2013年被谷歌收購。埃德辛格說：“打造在家庭環(huán)境中圍繞人類進行操控的機器人十分復(fù)雜，我對此感到很沮喪。（坎普的想法）簡單且完美地解決了很多問題?！?017年，坎普和埃德辛格創(chuàng)立了Hello Robot公司來實現(xiàn)他們的愿景。
坎普和埃德辛格設(shè)計的機器人名為Stretch。它小而輕，一個人就能輕松移動它。Stretch的商業(yè)價格為2萬美元，只是PR2價格的零頭。成本低是因為Stretch結(jié)構(gòu)簡單，它只有一個手臂，活動角度剛好能夠上下移動、伸展和收縮，此外還有一個可前后彎曲的腕關(guān)節(jié)。手臂末端的夾持器以坎普在亞馬遜上找到的一種流行（且便宜）的輔助抓取工具為基礎(chǔ)。傳感主要集中在功能需求上，底座有基本的避障能力，機器人上方云臺頭部裝有深度攝像頭。Stretch還能自主執(zhí)行基本任務(wù)，如抓取物體和從一個房間移動到另一個房間。
如此極簡的移動操控帶來的好處不僅僅是Stretch實惠的價格。機器人很難人工控制，且每增加一個關(guān)節(jié)都會額外提高其復(fù)雜性。即便是健全的用戶，要使用鍵盤或游戲手柄指揮具有多種自由度的機器人可能也很枯燥乏味，并且需要大量經(jīng)驗才能實行。與具備更多傳感器或自由度的機器人相比，Stretch的簡單性使其更實用，對于新手用戶或者與機器人互動受限的殘障用戶而言尤其如此。
“Stretch為病人做的最重要的事情是讓他們的生活有意義。”簡?埃文斯解釋道，“這意味著他們可以為自己的家作出貢獻，而不會覺得自己毫無價值。Stretch可以減輕照料者的部分負擔(dān)，讓他們可以花更多的時間陪伴病人。”亨利敏銳地意識到了這種負擔(dān)，這也是他重點關(guān)注Stretch“完成單調(diào)重復(fù)的任務(wù)，避免占用照料者時間”的原因。
阮維（Vy Nguyen，音）是一名職業(yè)治療師，她不斷在與Hello Robot合作，致力于將Stretch融入護理工作中。阮維取得了美國國立衛(wèi)生研究院給予的250萬美元小企業(yè)創(chuàng)新研究資助，并與伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的溫迪?羅杰斯（Wendy Rogers）和華盛頓大學(xué)的瑪雅?卡克馬克（Maya Cakmak）合作，幫助尋找能讓Stretch在埃文斯一家日常生活中發(fā)揮作用的方法。
阮維(左)是Hello Robot公司的一名職業(yè)治療師，她不斷在與亨利和簡密切合作，為他們的家庭開發(fā)有用的Stretch應(yīng)用。
阮維說，病人有許多事都需要依靠照料者，這讓他們感到沮喪。亨利每小時都有好幾次自己撓不到癢，他說這讓自己很無力。有了Stretch，亨利就不必向簡求助，而可以讓Stretch拿起撓癢工具，用這個機器人來撓癢。雖然這件事看似很小，但對亨利而言卻意義重大，它提高了他的生活質(zhì)量，并減少了對家人和照料者的依賴。“亨利中風(fēng)前能做的事情現(xiàn)在想做也做不了，Stretch能夠彌補這一差距，讓亨利得以順利獲得機器人以一種不同的、適應(yīng)性強的方式進行日?；顒雍蛯崿F(xiàn)個人目標?！比罹S解釋道，“Stretch成為了亨利本人的延伸?！?/p>
這是移動機器人對殘疾人而言尤其有價值的獨特屬性：Stretch讓亨利在世上有了自己的代理人，開辟了遠遠超出傳統(tǒng)職業(yè)治療的可能性。亨利注意到，“研究人員非常有創(chuàng)造力，發(fā)現(xiàn)了我從未想象到的Stretch的幾種用途?！苯柚鶶tretch，亨利可以與朋友們一起玩撲克，不需要靠隊友來幫他理牌。他可以將食譜發(fā)送給打印機、取出打印好的食譜，再拿給在廚房做飯的簡。他可以幫簡端食物、幫她洗碗，甚至能幫她把一籃要洗的衣服送到洗衣間。簡說，這樣的簡單任務(wù)可能是最有意義的。“你會怎樣讓人覺得他們自己的貢獻是重要的、值得的？Stretch能做到這一點。因此它的意義重大?！?/p>
亨利的控制界面有多個攝像頭視圖和大按鈕，亨利可以更容易地完成任務(wù)，例如自己吃東西(左下)。使用Stretch，亨利可以在不需要幫助的情況下與家人和朋友一起打牌、玩游戲(左上)。亨利還可以幫簡做廚房里的家務(wù)(右)。
一天，亨利用Stretch送給了簡一朵玫瑰花。她說，在那之前，“每次他為我摘花，我都會感謝亨利和護理人員。但是，當(dāng)亨利順利獲得Stretch把玫瑰遞給我時，除了他，我不需要感謝其他任何人。當(dāng)他把那朵玫瑰遞給我時，他臉上的喜悅令人難以置信?！?br/>
亨利還能順利獲得Stretch與3歲的孫女互動，簡說，孫女還太小，不能理解他的殘疾，以前看他就像看家具一樣。順利獲得Stretch，亨利已經(jīng)能夠和他的孫女一起玩游戲和畫畫，孫女叫他“輪椅爺爺”。阮維表示：“她知道亨利是爺爺，在機器人的幫助下，她把亨利看作了一個可以用非常酷的方式和她一起愉快玩耍的人?！?/p>
順利獲得Stretch，亨利可以陪伴孫女一起玩游戲。
為了讓Stretch變成實用的工具，做出最大努力的人是亨利。這意味著“把機器人推向極限，看看它能做什么”，亨利說。雖然Stretch在物理上能夠做很多事情（順利獲得為機器人設(shè)計定制配件，亨利擴展了相關(guān)功能），但用戶面臨的最大挑戰(zhàn)之一是找到正確的方法來讓機器人準確地完成自己想讓它做的事。這對殘疾人和老年人而言尤其困難，他們可能無法使用鼠標和鍵盤或游戲手柄來控制機器人不同的自由度。
亨利與研究人員合作開發(fā)了自己的圖形用戶界面，利用多個攝像頭視圖和觸屏大按鈕，使手動控制Stretch更容易。但最終讓這款機器人大獲成功的是Stretch部分或完全自主操作的潛力。簡解釋稱，該機器人依靠的是“一種非常特殊的自主模式，稱為輔助自主性。也就是說，雖然是亨利控制著機器人，但機器人會讓亨利更容易做他想做的事。”例如，在手動控制下，亨利要拿起撓癢工具既繁瑣又耗時，因為機器人必須移動到正確的位置才能抓住工具。輔助自主性讓亨利實現(xiàn)了更高級別的控制，這樣他就可以指揮Stretch自己移動到正確的位置?，F(xiàn)在，Stretch有了預(yù)先錄入的動作子程序，亨利可以從中進行選擇。他說：“我可以訓(xùn)練機器人快速完成一系列動作，但具體做哪些動作仍然完全由我控制?！?/p>
亨利補充道，現(xiàn)在最大的挑戰(zhàn)是讓機器人的輔助自主程度達到使其功能齊全且易于使用的水平。Stretch可以在屋內(nèi)自主導(dǎo)航，其手臂和夾持器可以被可靠地控制。不過，在給予簡單界面（如語音控制），以及確保機器人易于開啟且不會意外關(guān)閉等方面，需要做的工作還有很多。畢竟，它仍是研究階段的硬件。亨利表示，一旦解決了自主性、界面和可靠性方面的挑戰(zhàn)，“關(guān)注點將轉(zhuǎn)向成本問題?！?/p>
2萬美元的價格對一臺機器人而言是相當(dāng)可觀的，問題在于，對于認知和身體有障礙的人而言，Stretch的價值是否足夠。Hello Robot公司的查理?坎普稱：“ ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 將不斷迭代，讓Stretch更實惠。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 希望制造出人人都能使用的家用機器人， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 知道實惠是大多數(shù)家庭的要求?！?/p>
不過，如果Stretch能夠在某些情況下減少對人類照料者的需求，即使以現(xiàn)在的價格，它也將物有所值。人工護理非常昂貴，在美國，聘請一個家庭健康助手每月的平均花費超過5000美元，這對許多人而言是難以負擔(dān)的，而一個機器人可以每周減少數(shù)小時的人工護理需求，在短短幾年內(nèi)就能收回成本。這還沒有考慮到由親屬照顧的情況。即使埃文斯一家雇了保姆，日常照顧亨利的許多工作仍由簡負責(zé)。這種情況在許多家庭都很常見，這也是Stretch大有幫助之處：它能讓像亨利這樣的人擁有更多的自理能力，不必完全依賴他人的幫助。
Stretch仍然有一些明顯的局限性。例如，這款機器人只能舉起約2公斤的物品，所以無法操縱亨利的身體或四肢。它也無法上下樓梯、設(shè)計不能滿足室外需求，且仍需大量的技術(shù)干預(yù)。簡?埃文斯確信，無論Stretch（或類似Stretch的機器人）多么能干，它們都永遠無法取代人類照料者，她也不希望它們?nèi)〈祟?。她說：“人與人之間的凝望、口中說出的語言、人的情感、人情味十分重要。這種理解和共情是機器人無法取代的?！?/p>
阮維表示，雖然Stretch距離成為消費產(chǎn)品可能還很遠，但人們肯定會對它感興趣。“我和其他癱瘓人士談過，他們希望Stretch能提高其獨立能力，減少他們要求照料者給予的幫助?！迸袛嘁慌_輔助機器人是否有用，也許 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 不應(yīng)該看它能為病人完成多少任務(wù)，而應(yīng)該看它能為病人、病人家屬和照料者帶來什么。亨利和簡的經(jīng)驗表明，即使能力有限的機器人也能對用戶產(chǎn)生巨大影響。隨著機器人的能力日益增強，這種影響只會越來越大。
“我肯定，像Stretch這樣的機器人會出現(xiàn)在人們的家中?！焙喺f，“問題是什么時候才能出現(xiàn)？我認為這一天不會很遙遠， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 正在接近目標。”有用的家用機器人不會很快就出現(xiàn)，正如簡提醒的那樣：“總有一天，它們會以某種方式、某種形狀或形式出現(xiàn)。”人類社會正迅速老齡化。 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 大多數(shù)人最終都會在日常生活活動中需要一些幫助，在那之前， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 要為自己的朋友和家人給予幫助。機器人有可能減輕每個人的負擔(dān)。
Stretch已經(jīng)給亨利?埃文斯帶來了改變。亨利說：“常言道，最難以磨滅的是希望。對于嚴重殘疾的人來說，有生之年看到奇跡般的醫(yī)學(xué)突破似乎并不容易，機器人則是他們?nèi)〉脤嵸|(zhì)獨立的最大希望。”
作者：Evan Ackerman
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