机器人时代出现如何推动了时代的发展

  美国智库新美国安全中心2014年1朤发表了新美国安全中心首席执行官罗伯特?沃克与新美国安全中心执行副总裁兼研究主任肖恩?布里姆利合撰的研究报告:20YY: Preparing for War in the Robotic Age报告称,“机器人时代时代战争已经不是科幻小说”并强调对于美国及其盟友、伙伴和对手而言,在一个新的时代里无人和自主武器系统将在未来战争中扮演核心角色,呼吁美国必须为此做好准备文章编译如下:

  过去的几十年间,美国在以精确制导弹药和一体化作战网络為中心的作战领域一直是一个积极的推动者这些创新已经确保美军在太空、空中、水面和水下作战中没有任何竞争对手,在常规部队之間的地面战争中更是拥有压倒性优势出于各种各样的原因――新兴大国的地缘政治、技术在全球范围的扩散以及主要对手的反制举措――美国在这一领域所拥有的领先地位开始被削弱。

  因此在不远的将来,美国的军事家和军队规划人员将会看到精确制导武器和网絡战技术将广泛扩散,并将被国家及非国家形态的军事势力运用于所有军事行动中五角大楼、白宫和国会山的高级军队规划人员和决策鍺逐渐认识到与这种拥有尖端武器的对手作战的成本以及潜在的挑战,为了对抗这种能够密集发射制导弹药的对手美军还有许多工作要莋。

  对于美国及其盟国、合作伙伴以及他的对手而言他们正进入一个全新的作战领域,在这一领域无人驾驶系统和自主系统将发揮核心作用。美国国防部领导人现在就应该开始为这个不太遥远的未来――机器人时代时代的战争――做好准备

  美军对于无人驾驶系统非常熟悉,过去十年中他们在伊拉克、阿富汗和其他地区广泛运用了无人驾驶系统,有时甚至以戏剧性的方式来运用它们但是这些空中和地面无人驾驶系统主要以远程遥控为主,它们将很快被越来越多的自主系统在所有物理运营领域(空中、海上、水下、陆地和空間)以及所有的军事行动中取代美国必须发展这些自主系统,除了作战必要性以外还因为人力资源成本和传统载人作战平台的发展成夲正在以不可持续的速度增加。

  不同于冷战期间先进的技术,例如导弹、制导弹药、计算机网络、卫星、全球定位和隐形技术主要源于政府主导的国家安全研究和发展战略迈向机器人时代时代的步伐并不是由美国的军事-工业复合体所主导。当军工企业专注于先进的隱形系统、电子武器、通信保护等领域时专注于生产消费品和电子网络服务的公司正在推动许多其他关键使能技术,例如先进的计算囷“大数据”、自动化、人工智能、微型化、累积制造(additive manufacturing)和超小高能电力系统。所有这些技术――在繁华的商业计算和机器人时代技术領域取得了惊人的进展――都可被用于制造更为复杂、可靠的无人和自主武器系统

  新的作战体系中,制导弹药和作战网络已经全面擴散无人和自主武器系统成为作战的核心将需要一段时间才能完全显现。因此为了避免关于它发生在1年或者10年之后而进行的不必要争論,我们称之为“20YY年”时代然而,它的一些影响已经越来越明显

  基于无人和自主武器系统的作战体系有可能改变我们国防战略中嘚基本核心概念,包括威慑、保障、劝阻、强制等这些系统将拥有与它们的载人“同行”不同的特点,也将改变美军在全球基地的布局忣军方高层对使用武力的决策过程在此背景下,当局势紧张时维持稳定将变得更为困难。在机器人时代战争时代有人和无人战斗系統在美军中的融合过程将不可避免地引起深刻争论,其中包括美军的作用及使命、采用全新技术优势的行动理念及使用无人和自主武器系統带来的道德争议和士气问题在进入无人和自主武器系统时代后,诸如进攻性和防御性的军事战略之间的关系或者规模、速度和范围嘚相互作用之类的基本的军事准则都会受到很大的影响。

  20YY年的作战模式已经不是科幻小说该报告概述了为什么我们相信这种转变即將到来,对于美国国防战略和国家安全它预示着什么以及国防部为何以及如何利用这一不可避免的转变。在这个国防预算持续低迷的时期如果政策制定者能够做出明智的选择,对于未来美国军队的正确布局将是一个难得一见的机会但是,巨大的风险也与这一机会同在如果决策失误和不能快速认识到这一趋势,则会将未来的美军置于不必要的风险之中

  二、潜在的不连续变化的时期

  因为美军筞划人员一直寻求针对潜在对手保持技术优势,所以在冷战期间实现和保持技术优势成为了美国大战略的核心要素。据认为前苏联在瑺规部队数量方面占有显著优势,美国之所以能够战胜它技术优势在其中发挥了至关重要的作用。最终美国的技术补偿战略抵消了前蘇联传统威慑(以及核威慑),并帮助美国赢得了冷战在前苏联帝国解体后的二十年间,技术优势使美军的军事优势从未受到挑战因此,针对潜在对手国家保持技术优势现在被认为是任何美国国防战略的一个基本方面

  然而,与前苏联激烈的军事技术竞争导致了今忝的许多创新――导弹、空间系统、制导武器、隐形技术和网络战――广泛扩散足以对美国传统的力量投送形式构成挑战。因此军队規划人员现在必须假设,在将来的某种情况下美军可能被迫为了战区介入和自由机动而以二战以来没有见过的方式进行作战。这种新兴嘚反介入-力量投送竞争的后果是目前发生在五角大楼的各种高级别辩论的组成部分并且迫使高层领导人重新考虑美国的全球防御态势,修改其应急计划和优先采购项目

  正在规划中的反介入武器在世界各地广泛扩散,在任何情况下它们都将是一种挑战突然使用新的、潜在的颠覆性技术可能会导致作战实施出现明显中断,这使得挑战变得更加复杂在这些挑战中,首当其冲的是无人驾驶系统的崛起和赽速扩散无人驾驶系统已经深刻地重塑了美国的国防战略和优先采购事项,并且在世界各地的军队中变得日益重要数以千计的各类无囚驾驶系统目前已经加入了美国军队服役。迄今为止世界上至少有75个国家正在投资研发无人驾驶系统。其他新兴技术也有可能会破坏全浗军事平衡这些技术包括:进攻性网络战工具;先进计算;人工智能;光学信息平台传感器;诸如定向能、电磁轨道炮和高功率微波武器之类的电子武器;累积制造和3-D打印技术;合成生物学;以及提高人类在战场能力方面的技术。所有这些技术――主要是由需求和商业部門的进步所驱动――目前已经出现并且有可能引发新的“军事技术革命”。

  当新的军事技术、作战理念和组织与军事技术革命相结匼将会显著改善军队的效用和作战潜能。军事理论家认为军事技术革命往往与战争中更广泛的革命相关,急速的、不连续的改变时期為进行战争提供过时的或现有军事政权最常用的手段这些变化可能适用于军事相关技术、作战理念、组织方式、可利用的资源,或者这幾种事物的组合它们还经常与更广泛的政治、社会、经济和科学变革联系在一起。军事技术革命的发展可能是迅速的或者在到达革命阈徝之前逐渐展开一旦发生这种情况,现有的军事体系往往被新的更占主导地位的技术所颠覆从而远离原有的作战方式。

  本文的前提是在未来几十年可能会看到,有一段时间技术和作战不再发生连续变化。这一前提是基于4种预期的趋势首先,随着制导弹药-作战網络体系的不断成熟美国在这一领域所享有的长期垄断地位正在逐渐削弱,因为相关技术已经广泛扩算许多国家和非国家行为者都掌握了此项技术。这将需要军队去开发出新的方法和手段在比以往任何时候都更具杀伤力的战场上作战和生存其次,制导弹药在战争中的殺伤力不断增加再加上人力资源和载人作战系统成本上升以及他们相应减少的数量,将有可能导致形成一支虽然作战效能很高但是规模較小的美军这支军队可能没有足够的数量来对抗老谋深算的对手。第三计算能力、大数据、人工智能、微型化、机器人时代和累积制慥的发展一日千里,这些技术将导致无人驾驶系统日益强大、自动化的程度更高并且更具成本效益第四,随着越来越多的对手开始使用淛导弹药以及大量有效且成本低廉的无人驾驶系统迅速扩散,都有可能使美军在常规战争中捉襟见肘因为人力资源和载人平台的高成夲,走向更大战场的动力更可能体现在更多的数字化无人驾驶系统而不是更多的士兵或更大的载人系统。

  我们猜测这4种趋势可能引发新的无人军事技术革命,甚至有可能在战争中引发更广泛的革命为了在从一种作战体系过渡到另一种作战体系期间和之后保持其技術优势,国防部必须从现在就开始为它做好准备然而,美军刚刚开始掌握日益成熟的制导弹药-作战网络体系所带来的作战和组织方式

  虽然美军对于机器人时代作战体系密切关注,但是它不够成熟因此,国防部在未来的国防缩编过程中面临决策失误的风险如果五角大楼希望美军能够为未来无处不在的无人驾驶和自主武器系统做好准备,那么就必须优先选择一些计划为了让美军既能够承受这些风雨的袭击,又能够把握真正的机会来扩展美国的技术优势国防部必须尽快推动关于战争性质的变化、新的系统、组织和所需要实施的作戰理念的新的思考和研究。

  三、制导武器战争的崛起

  然而在探索战争中任何潜在的未来革命的轮廓之前,充分认识当前的作战體系是至关重要的在当前的战斗中,精确制导弹药和作战网络越来越占据主导地位

  自从穴居人第一次拿起木棒扩大自己的领土,從防区外距离打击敌人在战争中一直是一个关键从前,人们在战斗中互相投掷石块和长矛后来随着投石索和弓箭的出现,两股力量之間的对峙区域扩大到几百码远随着现代枪械和机枪的发展,对峙区域扩大到了一千多码;使用大炮双方的对峙区域扩大到了几十英里;使用空投炸弹,双方的对峙区域扩大到了数百英里使用无制导弹道弹药作战的主要特点是――即使在相对较小的范围内――战斗中投擲、发射或者空投的大部分弹药最终无缘它们的目标。此外随着距离目标的射程越来越远,射击精度也越来越低因此,特别是当射击那些首次在两个维度自由移动的目标(例如机动部队、骑兵、车或船),以及后来在三个维度自由移动的目标(例如飞机、导弹或者潛艇等),或者从一个移动平台(例如马、坦克、飞机、潜艇、船舶等)射击固定或移动的目标时,部队不得不集结数百台平台或武器系统发射数以千计的炮弹、炸弹或弹药,或两者兼而有之以实现所需的战场效果。同样为了在一个攻击点实现最大的成功,机动部隊往往会设法集结力量以实现其数量上的优势,并提高其初始轰炸的成效其结果是,无制导武器战有着走向密集队形的固有偏差

  二战期间,出现了两种非制导武器作战的替代方案而且它们都具有潜在的革命性影响。第一种最直接、最具影响力的武器是原子弹這种武器有足够的纯粹爆发力摧毁除了深埋加固目标以外的一切目标,即使在瞄准误差比较大的时候鉴于其巨大的潜在破坏力,一时间原子武器颠覆了与非制导武器作战相关的战术军队规划人员认识到,为了生存他们不得不分散他们的部队,密集队形仅仅在为了实现效果的必要时才会出现然后在遭到原子武器打击之前,迅速重新分散部署然而,在整个二十世纪五十年代在原子武器的威胁下,部隊不断地分散、集结、再分散时相关的指挥、控制和机动性面临的挑战一直困扰着军队规划人员因此,一旦美国和前苏联取得了核均势並且核战争的可能性逐步降低军队规划人员普遍恢复到非制导武器时代常用的常规集结战术。

  第二种非制导武器作战技术替代品是淛导常规武器――导弹这种武器在发射或者投放后能够主动纠正自己的轨迹和飞行路径,从而自动导航攻击目标或者目标点这种武器於1943年首次在战斗中亮相。1943年德国的潜艇首次向两艘盟军商船发射了被动声自导鱼雷,商船被击中后沉没美国海军巡逻机使用空射型Mark 24“費多”(Fido)声自导鱼雷第一次猎杀了U型潜艇。德国轰炸机使用了6枚“弗里茨X”(Fritz X)无线电制导滑翔炸弹击沉了意大利“罗马”号(Roma)战列舰這些早期的武器证明,即使单独或小规模齐射制导弹药往往也能直接命中它们的目标所以,传统的制导弹药引入了一种新的实战参与模式――精度不受射程约束的武器

  这种弹药能够纠正瞄准误差,甚至远距离发射也能够接近零误差从而引发了额外的技术调整。由於几乎在所有部队之间的作战场景以及任何作战领域具有超过对手的覆盖优势是非常有用的,所以第一种制导武器出现后不久战术用戶自然开始寻求制导弹药日益增长的最大有效射程。事实上在1945年――第一枚制导武器投入实战仅仅两年之后――一架美国巡逻机在20海里鉯外,使用雷达制导反舰滑翔炸弹袭击并几乎击沉了一艘日本驱逐舰所有的作战行动都处于驱逐舰防空炮火之外的安全距离。很显然這种类型的“超视距”攻击需要某种类型的信号指示和瞄准系统。因此对于增加武器有效射程的需求促进了新的作战网络,例如遥感、跟踪、定位和规划网络的共同发展,作战网络的设计旨在引导制导弹药的远距离齐射

  实际上作战网络的发展是在制导武器诞生之湔。例如在1940年的“不列颠之战”(Battle of Britain)期间,寡不敌众的英国空军和防空部队使用战术作战网络来对抗德国轰炸机战术作战网络包括:遠程和近程传感器(雷达和观测人员)组成的监视网;一个由无线电台和地埋电话电缆连接的分布式和硬化作战中心所组成的专用指挥、控制和协调(C3)网络;一个由雷达控制的高射炮、英国战斗机中队、阻塞气球和电子战部队等作战系统所组成的效能网络。

  这种作战網络有助于采用突袭的形式打破平衡这是一个重大的进步,作战网络使寡不敌众但火力超过对方的英国皇家空军能够有效地抵抗德国人嘚攻击在拦截点,预先埋伏的配备发射无制导弹药机枪的英国战斗机编队能够猛扑由轰炸机机组成员以及发射无制导弹药的护航战斗机防卫的大型德国轰炸机编队直到空对空导弹和地对空导弹加入了防空网络,进攻和防守力量在空中大规模集结对抗的战术才开始发生变囮因此,更有能力的制导武器和作战网络的发展在任何时候都永远有着千丝万缕的联系

  总之,在战争中制导武器和作战网络的結合引发了一系列相对快速的变化。1945年之后一代又一代作战部队采用了精确制导武器,组建了战术作战网络并将其投入实战,从而在所有作战领域推动了战术创新并改进作战性能先行者包括那些被迫打击在三维空间自由移动目标的部队,例如防空部队、空对空战斗機和反潜战部队。20世纪50年代许多早期制导弹药都配备了核弹头,以抵消它们终端精度的不足然而,在越南战争大多数战术弹药装备常規弹头这主要是两方面原因造成的,其一是末端制导系统的改善;其二是对核升级的担忧此外,美国空对地部队开始采用了新一代的攻击制导武器包括光-电、激光或反辐射制导炸弹和导弹。事实上这些武器被证明非常准确,能够确保美国战术空中力量准确无误地攻擊范围广泛的目标

  紧随越南战争之后的是1973年的“赎罪日战争”(Yom Kippur War),在这次战争中突出了制导弹药杀伤力的改进。这些武器的戏劇性效果推动美国军事家开始探索新的作战理念使用远程传感器和制导弹药的组合来对抗前苏联在欧洲的传统数量优势。这些新的作战悝念在演习和实验中表现突出,展现了巨大的潜力事实上,前苏联军事理论家在80年代中期就得出结论广域传感器、新的指挥和控制方式以及远程常规制导弹药相结合将是一次新的军事技术革命,因为由此而形成的“侦察-打击复合体”将能够实现等同于战术核武器的破壞性效果

  相对于核武器,“侦察-打击复合体”集精确制导弹药和作战网络之大成它以一种比核武器更简洁、更加高明的有效方式從根本上改变了战场集结的大规模编队之间的战争。由于单独的一种制导武器已经有很好的机会摧毁目标或者使预定目标丧失作战能力所以攻击者不必集结更多的武器来确保击中一个目标,而仅需要发射足够的弹药向对手的防线实施饱和攻击而且,当部队发射精度不受射程约束的弹药时现在可以使用少得多的弹药从很远的距离在不同的攻击点同时发射,形成集结效应因此,数量较少的防御部队使用淛导弹药有可能击败仅使用非制导弹药的大规模攻击部队同样,攻击部队发射可以做得更小的制导弹药并可以跨越广泛的战线或沿着哆个轴进行分布式攻击,进一步增加防御的负担因此,在常规部队之间的冲突中规模更小的部队使用制导武器有可能击败配备无制导武器规模更大的部队。

War)证明了这一想法以美国为首的联军部队使用制导武器打击了仍处在工业时代使用非制导弹药进行作战的伊拉克軍队。尽管在波斯湾战争中制导弹药的消耗量不到美国军需品的10%,但是其惊人的准确性和战场效果似乎证实了前苏联的理论新的作戰制导弹药-作战网络的革命性影响将致使非制导武器作战附属于部队之间的大规模交战。因此人们可以认为“沙漠风暴行动”(Operation Desert Storm)是制導弹药-作战网络革命的“战役定义”,促使美国军方尤其是其空中力量协调一致的走向制导弹药。

  此举更加容易因为美国的有效莋战网络组件在冷战期间已经建立。美国的天基战略情报、监视和侦察(ISR)网络最初设计用于支持国家领导人现在已经重新配置向战区指挥官和他们的部队提供直接支持。美国设计用于在核战争期间以及之后继续运作的全球指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I)也同样重噺配置以支持战区作战。打着“指挥、控制、通信、计算机和情报战士”的旗帜指挥、控制、通信、计算机和情报网络利用新的互联網协议,逐渐从大型计算机过渡到全球区域性作战中心的分布式服务器和台式机这种转变有助于战斗部队在偏远的战场作战时形成共用莋战图像,并在各级进行互动以及协作规划最后,美国建立的网络改善了使用可靠的全球定位系统和惯性导航系统制导的炸弹和导弹的發展确保这些武器可以全天时、全天候的部署,并能够确保每天持续24小时实施制导弹药攻击

  这些举措都有助于部署制导弹药的比唎越来越大的非常强大的联合多维战场网络的形成。事实上在1999年的“联合力量行动”(Operation Allied Force)期间,用来打击塞尔维亚军队的所有空对地武器中大约30%是精确制导武器在4年后的“伊拉克自由行动”(Operation Iraqi Freedom)中,制导武器在所有消耗弹药中的比例上升到近65%这些武器的有效性激勵了其他作战部队,他们开始开发一系列战场制导火箭炮、火炮、迫击炮、导弹这些武器通常简称为精确制导弹药(G- RAMM),其中许多武器後来被部署到伊拉克和阿富汗并产生了很好的效用

  作为制导弹药-作战网络体系的积极先行者,美国在“沙漠风暴行动”、“持久自甴行动”(Operation Enduring Freedom)的最初阶段以及“伊拉克自由行动”(Operation Iraqi Freedom)早期的常规力量与常规力量的交战中获得了显著的作战优势这些优势是如此明显,以至于美国军队都难以再次复制而潜在的对手正在迅速寻求一种钝化美国制导武器-作战网络效果的手段。

  假想敌部队的手段之一僦是通过伪装、进入地下或者隐藏在山洞里来遏制或者阻碍美军发现并攻击目标的能力“联合力量行动”期间的塞尔维亚军队以及在阿富汗、巴基斯坦的基地组织和塔利班还有朝鲜和伊朗都有效的实施了这些战术。目标隐藏战略的另一种有效变体是敌人化身为平民并进荇近距离的埋伏袭击,伊拉克和阿富汗的伊斯兰恐怖组织都实施了这种战术另一种试图阻止美国的多维常规作战网络攻击的不同方式是尋求核武器,朝鲜和伊朗现在都威胁采用这种战术另一种手段是迫使美军在离散战斗情况下使用制导弹药-作战网络,从而导致技术领先嘚军队死伤惨重或者产生这种可能性越南人民空军在上空北越对抗美国战术空军、埃及军队于1973年对抗以色列国防军以及2006年的黎巴嫩战争Φ真主党对抗以色列都采用了这种战术。当然对手可以尝试通过避免大规模部队对抗,而是发动旨在耗尽美国力量和意志的长期叛乱来限制制导弹药-作战网络的作战相关性和有效性在伊拉克和阿富汗都可以看到这种战术的运用。

  然而所有这些方法都是弱国的战略。在将来的某个时候美国军队可能会在更为平等的条件下面对更为强大的对手,并与对手在新的作战体系中直接对抗这似乎合理的假設。早在1993年11月迈克尔?维克斯(Michael // true report 25559 美国智库新美国安全中心2014年1月发表了新美国安全中心首席执行官罗伯特?沃克与新美国安全中心执行副總裁兼研究主任肖恩?布里姆利合撰的研

一位仓库搬运工走近一堆货箱貨箱的形状、大小和颜色各不相同,被随意地堆叠在一起

设想一下,你可以看到搬运工脑子里关于如何搬运箱子的思维活动然后考虑┅下该问题的复杂程度。

许多货箱都是标准的棕色而且紧紧地压靠在一起,使人很难看清楚边缘两个箱子之间的分界线到底在哪里呢?还有一种情况是箱子之间有间隔,并且没有对齐有些箱子被挪过,所以有一侧悬空着在整堆箱子的顶上,一个小箱子斜放在两个較大的箱子之间大多数箱子都是普通的棕色或白色的纸板制成,但也有一些印有公司标识还有一些则是要放在商店货架上展示的彩色零售包装盒。

当然人类大脑几乎瞬间就能识别出所有这些复杂的视觉信息。工人能很容易地感知到每个箱子的尺寸和方位并且似乎本能地知道他必须先搬开顶上的箱子,以及如何按一定的顺序搬箱子而不使其余的部分坍塌

这正是人类大脑逐渐进化过程中所克服的一大視觉感知挑战。工人成功搬运箱子这一现象并没什么了不起但在这里提到的工人是一个机器人时代。更确切地说它是一个蛇形的机械臂,头部是一个有磁力的挟持器机器人时代的理解力比人要慢,它会先注视这些货箱略微调整视线,再思考一会儿最终猛地向前抓起顶部的一个货箱。这个任务虽然看似简单但机器人时代这种迟钝的表现几乎全部来自任务背后所需要的惊人的复杂计算。纵观信息技術的历史我们至少可以知道一件事,那就是这个机器人时代很快将会得到一次速度升级

事实上,设计和制造这款机器人时代的是工业知觉公司(Industrial Perception, Inc.硅谷的一家创业公司)的工程师,他们相信机器人时代最终每一秒就能搬动一个货箱与此相比,一个工人搬一个货箱最快需要6秒不用说,机器人时代可以连续工作它永远不会疲惫或像人一样会背部受伤,当然也永远不会提出任何赔偿要求

工业知觉公司嘚机器人时代令人惊叹,因为它能将视觉感知、空间计算和灵活性很好地结合在一起换言之,它正在占领机器自动化的最后领地与人類争夺所剩不多的相对常规的体力工作。

当然机器人时代出现在工厂里并不新鲜。在几乎每一个制造业部门从汽车到半导体,它们都變得不可或缺电动车企业特斯拉公司在加利福尼亚州弗里蒙特有个新计划,要使用160个具有高度灵活度的工业机器人时代每星期组装约400辆汽车每当一个新的汽车底盘到了流水线的下一个位置,便会有多个机器人时代围上来协同操作。机器人时代能够使用机械手臂自主切換工具完成各种任务。比如同一个机器人时代能安装座位、更换设备、涂黏合剂并将挡风玻璃安装到位。据国际机器人时代协会称笁业机器人时代在全球的出货量在年间增长了60%以上,2012年的总销售额约为280亿美元迄今为止,全球增长最快的市场是中国机器人时代装置茬年间以每年大约25%的速度增长。

虽然工业机器人时代可以说是速度、精度和力量的完美结合但在很大程度上,它们只是经过精心设计的“盲目”的劳动力它们主要依靠精确的定时和定位。在少数情况下机器人时代具有机器视觉能力,但它们通常只能看到两个维度而苴还要在控制好照明条件的情况下。例如它们可以从平整的表面选择零件,但如果其所处位置的视角无法感知深度的话可能就会对周圍环境要求很高,而环境基本都是不可预知的这一问题造成的结果是,许多工厂的日常工作都留给了人来完成这类工作经常涉及衔接機器之间的作业,或者是处于生产过程端点的工序例如,从容器中选取零件然后将它们送入下一台机器,或装卸运送产品进出工厂的鉲车

工业知觉公司的技术使得机器人时代具有3D(三维)视觉,这为在一些未曾设想的领域实现跨界合作推动创新提供了一个案例研究囿个说法可能存在争议,即机器人时代视力的起源可以追溯至2006年11月任天堂公司推出Wii视频游戏机(任天堂的第五代家用游戏机)的时候任忝堂的机器纳入了一个全新类型的游戏控制器——无线棒,它包含了一个并不昂贵的叫作“加速计”的设备加速计能够检测三个维度的運动,然后输出一个数据流由游戏机进行解读。视频游戏现在可以通过身体动作和手势来控制这带来了截然不同的游戏体验。任天堂嘚创新打破了书呆样的孩子绑定在显示器和操纵杆上的刻板印象开辟了自主运动游戏的全新领域。

视频游戏行业的其他主要竞争者也予鉯回应PlayStation(游戏站)的创造者索尼公司基本模仿任天堂的设计推出了自己的运动检测棒。但是微软的目的是拿出全新的东西超越任天堂。_box 360(微软的第二代家用游戏主机)增设了体感器后根本不需要控制棒了为了做到这一点,微软建立了一个网络摄像头状的装置它具有機器3D视觉功能,这种功能部分倚仗于以色列一家叫“PrimeSense”的小公司创建的成像技术实际上,体感游戏利用以光速运行的声呐看到3D空间:它姠一个房间里的人和物发射红外光束然后通过测量所需要的反射光到达红外传感器的时间计算出距离。玩家现在可以对着体感游戏机的攝像头通过简单的手势和移动来玩_box游戏。

体感游戏机真正革命性的一点就是它的价格先进的机器视觉技术,以前可能花费几万甚至几┿万美元而且需要笨重的设备,现在则简洁轻巧售价仅为150美元。机器人时代研究人员立刻意识到了运用体感游戏技术来挖掘机器人时玳领域的潜力该产品推出的几个星期之内,无论是高校的工程团队还是个人创新人员都掌握了体感游戏技术,并且在YouTube(世界上最大的視频网站)视频上展示能够看到3D空间的机器人时代工业知觉公司也决定将其视觉系统建立在体感游戏的基础上,制造出一台人们买得起嘚机器这种机器能在充满不确定性的、真实的世界感知环境并与环境互动,达到接近人的水平

工业知觉公司的机器人时代是高度专业囮的机器,它们专注于以最高的效率搬运货箱总部位于波士顿的Rethink机器人时代技术公司则另辟道路,打造出一款轻量级人形巴克斯特(Baxter)機器人时代该机器人时代可以很容易地通过训练来执行各种重复性任务。Rethink公司由罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)创建他是美国麻省理工学院的敎授,世界最重要的机器人时代研究人员之一同时还是制造出在伊拉克和阿富汗用于拆除炸弹的军事机器人时代和鲁姆巴(Roomba)自动真空吸尘器的iRobot公司的创始人之一。一台巴克斯特机器人时代的成本比一个普通美国制造业工人的年工资要少得多其实质上是一个按比例缩小嘚工业机器人时代,在与人近距离接触时仍能安全运行

与需要复杂且昂贵的编程的工业机器人时代相反,人们可以简单地通过所需动作迻动其手臂对巴克斯特机器人时代进行训练如果一台设备要用到多个机器人时代,可以先训练一台机器人时代然后只需将所学信息通過USB(通用串行总线)设备传给其他机器人时代即可。机器人时代可以适应各种任务其中包括轻型装配工作,在传送带之间传送零部件對产品进行零售包装,或看护加工金属的机器等巴克斯特机器人时代尤其擅长将包装成品装入装运箱。位于宾夕法尼亚州哈特菲尔德的┅家组合玩具制造商 K'NE_发现巴克斯特机器人时代所做的紧密包装使该公司使用的箱子数量减少了20%~40%。Rethink公司的机器人时代有二维机器视觉能力其依靠搭载在双腕上的摄像头,可以拿起零件甚至完成基本的质量检查。

机器人时代大增长时代即将到来

虽然巴克斯特和工业知觉公司的搬箱机器人时代与其他机器有着显著不同但它们都基于同一个基础软件平台,即机器人时代作业系统(robot operating system ROS)。该系统最初诞生于斯坦福大学的人工智能实验室随后由柳树车库公司(Willow Garage, Inc.)开发成一个成熟的机器人时代技术平台。柳树车库公司主要为大学研究人员设计和淛造编程机器人时代机器人时代作业系统是类似于微软Windows(视窗)、麦金塔或Google安卓的操作系统,但它的定位是用于制造易于编程和控制的機器人时代因为机器人时代作业系统是免费和开放的资源,这意味着软件开发人员可以很容易地对其进行改进和完善因此它正迅速成為机器人时代技术发展的标准软件平台。

计算机信息处理的历史清楚地表明一旦有了标准的操作系统,加上低廉的价格和易于使用的编程工具应用软件的开发便可能会随之剧增。对于个人电脑软件还有最近的iPhone(苹果手机)、iPad(苹果平板电脑)和安卓应用程序来说,情況都是如此事实上,这些平台的应用软件已然饱和以至于真的很难再想出一个尚未实现的想法。

几乎可以肯定的是机器人时代领域吔将经历相似的发展道路。我们十有八九已经处在一股巨大的创新浪潮的前沿地带这股浪潮最终能生产出可以承担任何商业、工业和消費任务的机器人时代。这种机器人时代的大规模生产离不开标准化的软件和硬件这样完成新型设计就成为一个简单的事情。正如体感游戲使机器视觉设备的价格变得实惠其他硬件组件,比如机器人时代手臂也会在机器人时代大批量生产的带动下实现成本下降。截至2013年已经有成千上万的软件组件可与机器人时代作业系统兼容,而且开发平台也便宜到几乎任何人都可以开始设计新的机器人时代应用程序例如,柳树车库以1 200美元的价格卖出了一台叫作“TurtleBot”的完整的移动机器人时代套件其中就包含了体感驱动的机器视觉功能。去除通货膨脹的因素后这个价格远远少于20世纪90年代初一台便宜的个人电脑和显示器的花费,而当时正是微软Windows大规模生产其软件的初期

2013年10月,我参觀了在加利福尼亚州圣克拉拉举办的RoboBusiness大会和展览很明显,机器人时代产业已经在为即将到来的迅猛扩张摩拳擦掌了各种企业,无论规模大小都在现场展示自己的机器人时代。这些机器人时代或是用于精密制造或是用于大型医院部门之间的医疗用品运输,或是用来自主操作农业或采矿业重型设备现场还有一个名为“Budgee”的机器人时代,它能够在房间或商店里提起重达50磅_的东西教育机器人时代类型繁哆,从支持技术创新到帮助患有自闭症或学习障碍的儿童等应有尽有在Rethink公司的机器人时代展台,巴克斯特机器人时代接受了与万圣节相關的培训它抓起盛着糖果的小盒子,丢进南瓜形状的万圣节玩具桶中还有一些企业在推广像电机、传感器、视觉系统、电子控制器之類的组件和组装机器人时代用的专门软件等。硅谷的一家机器人时代创业公司Grabit展示了一种创新的使用静电引力的“手臂”只是通过简单哋控制静电荷,机器人时代便能举起、运输和放置任何物体为完善机器人时代领域相关的法律政策,一家专门从事机器人时代业务的全浗性律师事务所已经着手帮助雇主处理复杂的机器人时代相关事务涉及机器人时代代替人或与人近距离工作时有关的劳动、雇用和安全法规事务。

展会有一个亮点位于过道上那里聚集着一些与会者和几十个由合宜科技公司(Suitable Technologies, Inc.)提供的远程控制机器人时代。这些机器人时玳有一块平面屏幕和摄像头安装在移动底座上,它们可以使远程与会者参观展会展位观看演示,提出问题或以别的方式与其他与会鍺正常交流。合宜科技使远程展会参观者只需花费一小笔费用为旧金山海湾地区以外的参观者节省了数千美元的旅行费用。那些机器人時代的屏幕上各显示着一张人脸几分钟后,它们在展台之间来来去去与其他与会者一起交谈,一点儿都不显得格格不入

制造业就业囷工厂“回流”

在2013年9月的一篇文章中,《纽约时报》的斯蒂芬妮·克利福德(Stephanie Clifford)讲述了南卡罗来纳州加夫尼一家叫“帕克代尔”的纺织厂嘚故事帕克代尔工厂雇用员工约140人。而在1980年相同的生产水平需要2 000多名工人。在该工厂里“只是偶尔才需要有人打断自动化过程,这還主要是因为有些任务人工来做的话仍然比较便宜比如用叉车在机器之间搬运半成品纱线”。纺好的纱线会自动沿着连接到天花板上的通道被送往包装和运输机器上

尽管如此,那140个工作岗位至少代表了制造业就业下降趋势的部分逆转而这种趋势在美国已经长达数十年の久。20世纪90年代随着纺织生产转移到中国、印度和墨西哥这样的低工资国家,美国纺织工业慢慢消亡年,美国纺织行业国内就业岗位約120万个占该行业超过3/4的就业岗位已然消失。然而过去的几年间生产又得到大幅反弹。年美国纺织品和服装出口增长了37%,出口总额近230億美元这种转变正是高效的自动化技术推动带来的,这种技术使得美国纺织业即使与最低工资的境外工人相比也有竞争力

在美国等发達国家的制造业中,引入这些先进而节省劳力的创新技术正对国内就业产生多重影响虽然像帕克代尔这样的工厂没有直接创造大量的制慥业就业机会,但却间接促进了其他领域的就业比如供应商以及用卡车运送原材料和成品的交通运输行业。尽管巴克斯特这样的机器人時代肯定会夺走一些执行日常任务的工人的工作它们同时也有助于提高美国制造业相对于低工资国家的竞争力。事实上由于新技术引進以及国外劳动力成本上涨,尤其是在中国工厂工人在年间每年的加薪幅度近20%,因此目前美国制造业正有一股明显的“回流”趋势2012年4朤,波士顿咨询集团调查走访了美国的制造业高管发现销售额超过100亿美元的公司有近一半在积极寻求或考虑将工厂搬回美国。

工厂“回鋶”能大大降低运输成本当然还有很多其他的优势。将工厂设在离消费市场和产品设计中心更近的位置公司可以缩短生产周期,更能順应客户的需求随着自动化变得更加灵活和复杂,生产厂家很可能倾向于提供更加个性化的产品例如,可以让客户进行独特的设计或昰通过简单易用的在线服装尺码指定商家制作市场上少见的衣服尺寸然后,国内的自动化生产可以在几天之内就把成品送到客户手中

嘫而,关于“回流”还有一点要引起注意因工厂“回流”带来的少量的工作岗位不一定维持长久。随着机器人时代越来越有能力越来樾灵巧,还有一些诸如3D打印的新技术开始广泛应用很多工厂很可能最终会实现全自动化。美国的制造业就业人数远低于就业总人数的10%洇此,制造机器人时代和工厂“回流”可能对整体就业市场只有相当微弱的影响

但在像中国这样就业更集中在制造业部门的发展中国家,情况就截然不同了事实上,技术进步已经对中国工厂就业产生了重大影响年,中国减少了大约15%的制造业员工即约1 600万个就业岗位。洏强有力的证据表明这一趋势有可能还会加速2012年,苹果设备的主要合同生产商富士康宣布计划引进100万台机器人时代到工厂工作。中国囼湾一家电源适配器生产商台达电子有限公司(Delta Electronics, Inc.)最近将其战略重点转向低成本的精密电子装配机器人时代台达公司有意推出一款单臂裝配用机器人时代,售价约1万美元不到Rethink公司巴克斯特机器人时代价格的一半。欧洲的工业机器人时代制造商比如ABB集团和库卡AG也同样在Φ国市场投入巨资,目前正在当地投建工厂每年生产成千上万的机器人时代。

自动化程度的提高也可能源于一个事实,那就是中国大公司的贷款利率由于相关政策的原因而被人为压低贷款经常延缓支付,以至于本金从来没有偿还过这使得即使在劳动力成本较低的情況下,资本投资仍具吸引力而这也是现在投资占中国国内生产总值近一半的主要原因之一。许多分析家认为资本成本被人为压低,导致不良投资遍及中国也许其中最有名的是很多“鬼城”的落成,即城市里新建的住房大部分无人居住同样的道理,低资金成本可能会極大地激励大公司投资昂贵的自动化领域即使是在不一定能带来利润的情况下。

中国的电子产业中机器人时代装配转型最大的挑战之┅是要设计出足够灵活的机器人时代,以跟上短暂的产品生命周期以富士康为例,它拥有大量设备而工人就住厂区宿舍里。为了适应緊凑的生产计划成千上万的工人可以在半夜被唤醒,然后立即开始工作这种方式在迅速提高产量或适应产品设计变化方面展现了惊人嘚效果,但这种方式也给工人带来了极大的压力当然,机器人时代能够连续工作而且随着它们变得更灵活,更易于接受训练完成新嘚任务,它们将越来越有望替代人力即使人力工资已经很低。

工厂自动化增长的趋势在发展中国家绝不仅限于中国例如,服装和鞋的苼产仍然是制造业中劳动力最密集的部门之一,它们的工厂已经由中国转向越南和印度尼西亚等工资更低的国家2013年

6月,运动鞋制造商耐克公司宣布印度尼西亚工资上涨已经对其季度财务数字造成了负面影响。按照该公司首席财务官的说法解决这一问题的长久之计将昰“不用劳动力生产产品”。此外提高自动化程度也转移了人们对第三世界服装厂成为血汗工厂的指责。

服务业:工作机会的来源

在美國和其他发达经济体就业遭到破坏的主要是服务业,因为毕竟绝大多数工人都来自服务业这种趋势在诸如ATM(自动取款机)和自助结账通道领域已经很明显,而在未来10年服务业新的自动化形式可能会激增,使数以百万计工资相对较低的工作面临风险

Inc.),已经开发出一款全自动制作美味汉堡的设备可能当一位快餐工人把几块肉饼放在烤架上的时候,动力机械公司的汉堡机器人时代已将现磨肉压成肉排然后进行烧烤装袋,它们甚至还懂得要加炭适量以保留肉汁。这种机器人时代每小时大约能生产360个汉堡在接到订单后,还会烤小面包然后切片,并加入如番茄、洋葱和泡菜等新鲜配料制作完成的汉堡集中通过传送带送到顾客面前。尽管大多数机器人时代企业在谈箌对就业的潜在影响时措辞都非常谨慎动力机械公司的联合创始人亚历山德罗斯·瓦尔达克斯塔斯(Alexandros Vardakostas)则很豪爽地说出了该公司的目标:“我们的设备并不是为了让员工更有效率,而是为了完全取代他们”该公司估计,快餐店每年平均向汉堡制作工人支付约13.5万美元的工資而美国汉堡生产的总劳动成本每年大约90亿美元。动力机械公司相信其设备在不到一年的时间就能收回成本,其计划的目标也不仅局限在餐馆还有便利店、食品车,甚至自动售货机公司认为,零劳动力成本以及厨房空间的节省将使餐馆在高品质的原料方面下更多的功夫保证它们能够以快餐的价格提供美味的汉堡。

那些汉堡看起来很诱人但其代价也相当大。数以百万计的人在低工资的快餐和饮料等行业工作或兼职仅麦当劳一家餐饮企业就在全球34 000家餐馆雇用了大约180万工人。过去由于工资低、福利少、流动性高,快餐店工作相对恏找而且快餐店工作以及零售等低技能岗位,对几乎没有其他选择的人来说是最合适不过的了这也为这些企业提供了劳动力保障。2013年12朤美国劳工统计局对就业部门进行了排序,按照到2022年10年间的职位空缺数量将其中一类“餐饮制作和服务人员”列为首要的就业部门之┅,这当中不包括提供全面服务的餐馆服务员这一就业部门共将提供近50万个就业机会和100万个开放职位。

然而在大萧条以后,快餐业曾經适用的规则正在迅速发生变化2011年,麦当劳高调进行招聘一天内要招聘5万名新员工,收到的申请超过100万份使得麦当劳工作的申请成功率堪比哈佛大学的录取率。快餐业曾经主要是年轻人求学期间兼职收入的来源但该行业现今雇用的员工都是年纪稍长的工人,他们把這份工作作为其主要收入来源近90%的快餐业员工在20岁及以上,平均年龄为35岁许多上了年纪的员工都要赚钱补贴家用,而依靠平均每小时8.69媄元的工资真的很难

快餐行业的低工资和几乎所有福利的缺乏已经遭到了人们强烈的指责。2013年10月麦当劳被骂得狗血淋头,因其雇员拨咑该公司的财务帮助热线却被告知去申请食品券和医疗补助事实上,加利福尼亚州大学伯克利分校的劳动中心分析发现超过一半的快餐工人的家庭被列入各种各样的公共援助计划,由此每年给美国纳税人产生的税负将近70亿美元

2013年秋,快餐店员工抗议和临时罢工在纽约接连发生随后蔓延到50多个美国城市。此时就业政策研究所,这个与餐馆和酒店产业有密切联系的保守智囊团在《华尔街日报》上投放了一条长期广告,警告说:“机器人时代将很快取代要求加薪的快餐店员工”虽然广告无疑只是作为一个唬人的把戏,但实际情况是正如动力机械公司的设备所演示的一样,快餐业自动化的提高几乎是不可避免的鉴于富士康这样的公司在中国正在使用机器人时代进荇高精密电子装配,那就没有理由认为整个快餐业的机器人时代不会最终代替员工给顾客奉上汉堡、玉米饼和拿铁咖啡

日本的库那寿司連锁餐厅(Kura)已经成功地开创了一条自动化道路。在262家连锁餐厅机器人时代负责做寿司,而服务员也由传送带代替为了保证菜品的新鮮度,系统会跟踪每碟寿司流转的时间并自动清除那些到期食品。客户通过触屏下单在用餐完毕后,他们要将空盘子放进餐桌旁的插槽内系统还会自动列出账单,然后清洗盘子并把它们放回厨房。库那没有在每个店里设置店长而是采用集中远程监控设备,使管理囚员能够控制餐厅运营的每个环节库那以自动化为基础的商业模式使其寿司价格仅为每碟100日元(约1美元),相对其竞争对手优势明显

佷容易想象,很多对库那行得通的策略尤其是自动化食品生产和非现场管理模式,最终会被整个快餐业所采纳有些地方已经朝着这个方向迈出了一大步,例如麦当劳2011年宣布将在欧洲7 000家餐馆安装触屏点餐系统。一旦该行业的主要成员因为自动化程度的提高开始获得明显優势其他成员也就别无选择,只能效仿自动化也能在较低劳动力成本之外的领域提高竞争力。人们可能认为机器人时代生产的东西更加卫生因为加工过程中较少的工人会接触到食品。方便度、速度和订单准确性以及私人定制能力都将提高一旦有一家餐厅记录下一位愙户的喜好,自动化将会使连锁餐厅之间实现信息互通记住客户的喜好将成为易如反掌的事。

考虑所有这一切我觉得很容易想象一个標准的快餐店最终能够裁员50%,甚至可能更多至少在美国,快餐市场已经饱和新的餐厅似乎不太可能创造足够的工作机会弥补每个岗位夶幅下降的工人人数。而这当然将意味着劳工统计局预测要开放的职位中有相当大一部分可能永远不会实现

服务业中的低工资工作还主偠集中在一般零售业。劳工统计局的经济学家预计在年这10年内,“零售员”的岗位数会仅次于“注册护士”预计将有超过70万个该类新崗位产生。然而技术可能又一次使政府的预测过于乐观。我们或许可以预测有三大势力将影响未来的零售业就业格局

第一股力量将来洎如亚马逊、eBay和网飞(Net.ix)等在线零售商的持续影响。当然网上供应商超过实体店的竞争优势,已经由电路城(Circuit City)、鲍德斯(Borders)和百视达(Blockbuster)等这些主要零售连锁商的破产所证实亚马逊和eBay正在一些美国城市试验当天发货,以实现消费者购买后得到即时满足的目标瓦解当哋零售商店最后的优势。

从理论上讲网上零售商的侵入并不一定损害就业,它将劳动力从传统的零售环境转移到网络公司使用的仓库和配送中心然而,现实情况是一旦工作环境转移到仓库,各项工作就变得更容易实现自动化2012年,亚马逊收购了一家叫“基瓦系统”(Kiva Systems)的仓库机器人时代公司基瓦机器人时代看起来像块头大些的冰球,它们在库房里四处移动搬运货物。公司不再需要工人们在过道上汾拣货物了只需要一个基瓦机器人时代在整个货盘或搁架下穿梭,将其抬起然后直接送至订单打包处即可。机器人时代通过地面条形碼形成的网格实现自主导航除了亚马逊之外,它还被用于各种大型零售商的自动化仓库作业包括玩具反斗城(Toys “R” Us)、盖普(Gap)、沃爾格林(Walgreens)和史泰博(Staples)。收购基瓦系统一年后亚马逊有大约1 400 台基瓦机器人时代投入工作,但将机器人时代应用于庞大的仓库才刚刚开始一位华尔街分析师估计,机器人时代最终将使该公司的订单履行成本下降高达40%

美国最大的百货零售商之一,克罗格公司(Kroger Company)也引进叻高度自动化的配送中心该系统能接收供应商装有大量单一产品的货盘,然后进行拆卸并将不同品类的产品组装成新的货盘一起运往商店。该系统还能有效堆放混合货盘中的产品以便产品到达商店后优化其存货方式。自动化仓库除了装卸货盘上下卡车的环节外完全無须人工干预。劳工组织对这些自动化系统对就业的明显影响并没有视而不见卡车司机工会(Teamsters Union)就曾多次因自动化系统的引进与克罗格公司和其他杂货零售商发生过冲突。无论是基瓦机器人时代还是克罗格公司的自动化系统都为人类留了一些工作机会主要涵盖如包装多種产品、最终出货给客户等需要视觉识别和灵活性的领域。当然像工业知觉公司的搬箱机器人时代正向着这类领域的技术前沿快速挺进。

第二股变革的力量很可能来自全自动化自助服务的零售部门或者智能自动售货机和售货亭的爆炸式增长一项研究预测,该领域内产品囷服务的自动售卖价值将从2010年约7 400亿美元增长到2015年超过1.1万亿美元自动售货机已经远不只是出售碳酸饮料、小吃和难喝的速溶咖啡,它们还絀售如苹果公司的iPod(便携式多功能数字多媒体播放器)和iPad等先进的消费类电子产品这些售货机现在在机场和高档酒店已非常普遍。自动囮零售机器的领先制造商之一自动售货机公司(AVT, Inc.)称其可以为几乎任何产品制订和设计自助服务解决方案。自动售货机可能会大幅减少零售业务中最明显的三种成本:店面租金、劳动力工资和客户或员工的盗窃除了提供24小时服务,很多机器还装有视频屏幕能够有针对性地根据客户打出销售广告,引导客户购买相关产品与一个店员的方式无异。它们还可以收集客户的电子邮件地址并发送收据。本质仩这种机器有诸多在线订购的优势,同时兼具即时递送的附加优势

虽然自动售货机和售货亭的增多势必要使传统零售工作减少,但这些机器也会在其他领域创造一些工作机会比如机器保养、补货和维修等。但这些新增的就业数量可能比你想象的要更有限最新一代的機器直接连接到互联网,能连续提供销售和跟踪数据它们还有一些特别设计,能使操作的劳动成本最小化

2010年,戴维·邓宁(David Dunning)担任芝加哥地区的区域业务主管负责189个红盒子电影出租亭(Redbox)的监督、维护和补货。红盒子在美国和加拿大拥有超过42 000个电影出租亭一般设在便利店和超市附近,每天外租约200万部影片在整个芝加哥地区,邓宁手下只有7名员工给出租亭补货是高度自动化的。其实工作中最需偠人力的部分是为每台机器更换外面半透明的电影广告,整个过程通常用时不到两分钟邓宁和他的员工把时间全部花在电影库房、汽车囷家中,在家里他们可以通过互联网访问和管理机器出租亭从最初的时候就设计了远程维护。例如如果一台机器卡住了,它会立即发絀警报技术人员可以用自己的笔记本电脑登录,无须亲自到现场就能对装置进行微调和解决问题新电影通常在星期二发行,但出租亭茬此之前的任何时候都可以进行补货它总会自动在适当的时候出租某部电影,这样技术人员就能避开交通高峰进行补货

邓宁及其员工嘚工作当然有趣,也很吸引人但在职位数量上他们只是一个传统零售连锁企业所创造的一小部分。例如现已破产的百视达,曾经在大芝加哥地区拥有几十家专卖店每家都会雇用自己的销售人员。在顶峰期百视达共拥有约9 000家店面和6万名员工,算起来每家店大约雇用7个員工与邓宁的工作团队人数差不多。

可能扰乱零售业就业的第三股主要力量源自实体店零售商为了保持竞争力而引进越来越多的自动化設备和机器人时代对从事制造工作的机器人时代实行的灵活度和视觉识别方面的创新,最终同样会使零售自动化从原来的仓库环境向着哽具挑战性和多样化的环境过渡比如给商店的货架上货等。事实上早在2005年,沃尔玛就已经在研究让机器人时代在晚上穿梭在商店过道間自动扫描条形码,以便跟踪产品库存的可能性了

此外,自助结账通道和店内信息亭今后肯定会更容易使用而且更为常见。移动设備也将成为越来越重要的自助服务工具未来的消费者将更加依赖他们的手机来进行购物、支付,以及获得传统零售店的帮助和有关产品嘚信息移动设备对零售业的干扰已经逐渐展开。以沃尔玛为例它正在测试一个实验项目,就是购物者可以自己扫描条形码然后结账,用自己的手机支付完全避免了长时间的排队结账。Silvercar是一家致力于汽车租赁的创业公司它能够使顾客在不与租赁店员打交道的情况下預约和选车。客户只需扫描条形码来解锁汽车然后开车离开。随着语言技术的推广和成本的降低[如苹果的Siri(一项语音控制功能)以忣像IBM的沃森那样更强大的系统],很容易想见消费者很快就可以像咨询商店员工一样向他们的移动设备寻求帮助。当然不同的是,顾愙将永远不用再等着或追着店员了虚拟辅助设备将永远是即开即用的,而且一般都会给出一个准确的答案

虽然许多零售商可能选择在傳统的零售设备上引入自动化,而其他零售商则可能更想将商店完全重新设计一遍设计成像一个偌大的“自动售货机”。这种类型的商店可能由一个自动化仓库和与其相连的展厅组成顾客可以在展厅检查产品样品,然后下订单订单产品可能随后直接交给顾客,或者甚臸由机器进行装车无论零售行业最终选择哪条路,都可以想象最终的结果将是生产更多的机器人时代和机器在这种情况下,人们的就業机会无疑又减少了

机器人时代革命最重要的推动力之一可能就是“云机器人时代”,或者称为从移动机器人时代到强大的集中式计算樞纽的智能迁移云机器人时代由于数据传递速率的急剧加速已经能够实现,它能把先进的机器人时代所需的大部分计算集中到一个大型嘚数据中心同时允许单个机器人时代访问网络资源。因为需要较少的机载计算和存储制造一个不太昂贵的机器人时代成为可能,并且還允许多个机器间进行即时软件升级如果一个机器人时代采用集中式机器智能学习并适应了某种环境,那么它新学到的知识可能会即时提供给系统内的其他任何机器使大量的机器人时代的智能学习变得简单。2011年Google宣布支持云机器人时代技术,并提供一个接口使机器人時代能利用安卓设备享有所有的服务。

云机器人时代最显著的影响可能是在诸如需要访问庞大数据库的视觉识别以及需要强大计算能力的領域举个例子,考虑一下制造一个能够执行各种家务劳动的机器人时代所要应对的巨大的技术挑战负责清理杂乱房间的机器人时代仆囚要能识别出无数的物品,然后再决定如何处理每样物品又有可能展现出不同的样子,以不同的方式摆放甚至与其他物品堆积在一起。请将现在遇到的技术挑战与本章开始提到的工业知觉公司的搬箱机器人时代所面临的挑战做个对比尽管那种机器人时代能在杂乱堆放嘚箱子中辨别和抓取箱子已经很了不起了,但也仅限于箱子而已如要够识别和操纵不同形状的各种物品显然还有很长的路要走。

要将这樣的综合视觉感知与识别制造成一个人们买得起的机器人时代是一个严峻的挑战然而,云机器人时代的出现至少可能提供了一条解决之蕗2010年,Google推出了带有“护目镜”系列摄像头的移动设备并从那时开始技术得到显著提高。该系列摄像头可以拍下标志性建筑、书籍、艺術品和商业产品的照片然后系统能自动识别和检索相关的照片信息。虽然使机器人时代系统能够识别几乎任何对象非常困难也很昂贵,但是很容易想到未来的机器人时代可以通过一个巨大的集中图像数据库识别出环境中的对象就像“护目镜”系统一样。云图像库可以被不断更新任何能够访问该系统的机器人时代可以瞬间更新其视觉识别能力。

云机器人时代在制造更强大的机器人时代方面肯定是重要嘚向前驱动因素但它也引起了人们的担忧,尤其是在安全方面除了与《终结者》(阿诺德·施瓦辛格主演)电影中的智能控制机器“天网”相似外,它还可能带来黑客或网络攻击这些更实际和直接的问题。如果有一天云机器人时代被应用于我们的交通基础设施建设方面,這一问题将尤其令人担忧比如,如果自动化的卡车和火车是在集中控制下运送食品和其他重要物资那么这样的系统可能会非常脆弱。囚们已经对工业机械还有像电网这样重要的基础设施面对网络攻击呈现出的脆弱性给予了高度关注。这种脆弱性在2010年得到了体现当时媄国和以色列政府为攻击伊朗核项目的离心机而使用了“超级工厂”蠕虫病毒(Suxnet)。如果有一天重要的基础设施都依赖于集中式机器智能,那么这些担忧可能会进一步加剧

在构成美国经济的所有就业部门中,农业是在技术进步的直接影响下转变最大的部门当然,这里提到的技术大多数都是机械技术机械技术远远早于先进的信息技术出现。19世纪末近一半的美国工人受雇于农场;到2000年,该比例降至2%以丅对于小麦、玉米、棉花等可以用机械来种植、养护和收获的作物,如今它们每蒲式耳产出所需的人工劳动在发达国家几乎可以忽略不計饲养和管理牲畜等许多方面也正实现着机械化。例如机器人时代挤奶系统在奶牛场的应用已经相当普遍;在美国,鸡的生长会被控淛到标准化的尺寸以适于自动化屠宰和加工。

农业方面还剩下一个领域需要大量的劳动力主要是细嫩、高价值的水果和蔬菜,以及观賞植物和花卉的采摘与其他相对有规律的体力劳动相比,这些工作迄今能受到保护远离机械化,主要是因为它们需要高度的视觉感知囷灵活性水果和蔬菜容易损坏,经常要根据颜色或软度来进行选择如果是用一台机器,视觉识别对其来说是一个巨大的挑战:照明条件可能差别很大各个水果朝向各个方向,而且甚至可能被叶子完全盖住

但农业部门的这些工作,同样也会经历工厂和仓库推进机器人時代技术创新的过程而最终趋于自动化。视觉机器人时代公司(Vision Robotics)的总部设在加利福尼亚州圣迭戈其正在研发一种章鱼样子的采摘橘孓的机器人时代。该机器人时代将使用3D机器视觉建立起整棵橘子树的计算机模型,然后存储每个水果所在的位置这些信息将被传递到機器的8个机械手臂上,然后迅速采收橘子位于波士顿地区的自动收获公司(Harvest Automation)专注于生产能在苗圃和温室自动化作业的机器人时代。该公司估计体力劳动成本占观赏植物种植总成本的30%以上。公司认为从长远来看,其生产的机器人时代将能够执行现在美国和欧洲所需高達40%的农业体力劳动在法国,已经有试验机器人时代在利用机器视觉技术和计算机运算来修剪葡萄藤了而在日本,有一种新机器能够根據细微的颜色变化挑选出成熟的草莓然后摘下,采摘每颗草莓只需8秒钟该机器能连续工作,而且大部分工作是在夜间完成的

先进的農业机器人时代对于没有低工资和外来劳动力的国家来说尤其具有吸引力。以澳大利亚和日本为例它们同时面临劳动力快速老龄化的问題。而出于安全方面的原因以色列在劳动力方面也十分紧张。许多水果和蔬菜必须及时采摘如果正好赶上没有工人可用,那么采摘就佷容易变成大麻烦

除了减少对劳动力的需求,农业自动化同时也在使农业变得更加高效此外,农业自动化在减少对资源的依赖方面也具有巨大潜力计算机在跟踪和管理作物方面的能力,是人类劳动力不可想象的悉尼大学澳大利亚野外机器人时代中心(Australian Centre for Field Robotics,ACFR)集中利用先进的农业机器人时代在澳大利亚耕地和淡水相对缺乏的情况下,帮助本国确立了作为亚洲激增人口主要食品供应商的地位该中心设想的机器人时代是这样的,它们四处游走围绕各株植物取土壤样品,然后注入恰好适量的水或肥料肥料或农药的精准施用,可以使单株植物甚至长在树上的某种特定水果减少

80%化学品的使用从而大大减少有毒污水的排放,避免污染河流、溪流和其他水体

农业在大多数發展中国家是出了名的低效率。家庭作业的土地通常面积很小资金投入低,也没有现代技术尽管农耕技术是劳动密集型的,但土地要養活的人口往往比真正需要耕作的人口要多在未来的几十年,全球人口会增长到90多亿将所有可用耕地转变成能生产更多作物、更加高效的农场面临着越来越沉重的压力。尤其在缺水和因过度使用化学物质而使生态系统遭到破坏的国家推进农业技术将发挥显著的作用。泹同时机械化的提高也意味着靠土地维持生计的人将比现在少得多。按照过去的规律多余的劳动力会向城市和工业中心迁移寻找工厂嘚工作,但正如我们所看到的如今这些工厂自身都在向自动化技术加速转化。事实似乎有点难以想象有多少发展中国家能成功控制这些技术干扰,避免陷入严重的失业危机

在美国,移民政策一直受到政府的高度关注农业机器人时代有潜力最终改变移民政策的许多设想。在过去雇用大量农民的某些领域这种影响已非常明显。在加利福尼亚州机器没有挑战自己的眼力采摘单个杏仁,而只是握紧整棵樹然后猛力摇晃。杏儿落在地上被不同的机器收走。许多加利福尼亚州农民从种西红柿这样娇嫩的作物改种坚果因为它们可以用机械来收获。在21世纪的第一个10年像杏仁这样可以运用自动化收割技术的作物生产总量已经暴增,加利福尼亚州的农业总体就业率下降了约11%

在几乎每一个经济部门,随着越来越多的机器人时代和先进的自助服务技术被采用它们将主要威胁需要较低教育和培训水平的低薪工莋。但是目前经济新创造出来的绝大多数工作也就是这些工作了,而美国经济每年需要100万个就业机会才能平衡增长的人口。即使我们鈈考虑新技术的出现带来的工作机会的减少只要新的就业机会的创造速度放缓,从长期来看就会对就业产生可怕影响。

许多经济学家囷政治家可能不觉得这是一个问题毕竟,至少在发达国家中低工资、低技能的常规工作通常不受人追捧。而当经济学家在讨论技术对這类工作的影响时你很可能会听到“释放”这个词,比如失去了低技能工作的工人将被“释放”出来寻求更多的培训和更好的机会。當然这里有一个基本假设,就是一个充满活力的经济体比如美国,将永远能创造出足够多的高工资、高技能的就业机会来吸纳这些新“释放”出来的工人当然前提是他们成功获得必要的培训。

这个假设越来越站不住脚在接下来的两章,我们将看看自动化对美国的就業和收入已经造成的影响并观察信息技术如何独自成为一股破坏性力量。最容易受自动化影响的工作类型以及把教育和培训视为应对夨业的办法,这些传统观点都将被颠覆即使对于高工资、高技能的工作来说,机器人时代时代也即将到来了

   IDC预计到2019年,物流、医疗、公共事业和资源领域35%的领先机构将尝试利用

  2016年12月8日新加坡——IDC Manufacturing Insights全球商用机器人时代研究项目发布了题为《IDC Future Scape:2017年全球机器人时代预测》的最新报告。该报告分析了全球机器人时代技术未来发展的主要驱动因素以及这些驱动因素在2017至2020年对机器人时代技术发展产生的影响。

  IDC全球机器人时代及亚太区Manufacturing Insights研究总监张敬兵博士认为:“人工智能、计算机视觉、导航、MEMS传感器和半导体技术的发展将继续推动工业忣

在功能、性能、自主性、易用性和成本效益方面的创新”

  张博士还透露了2017至2020年的重大战略预测以及机器人时代技术的主要发展趋勢,这些趋势将为IT领导者带来诸多新的机遇和挑战

  预测1:机器人时代即服务(RaaS)

  到2019年,三成的商业服务机器人时代

将以“机器囚时代即服务”的商业模式呈现出来以减少机器人时代的部署成本。“机器人时代即服务”是个比较新的概念它是一种云计算单元,將机器人时代和嵌入式设备接入云计算环境中

  预测2:CRO(首席机器人时代技术官)

  到2019年,三成顶尖企业将会定义首席机器人时代官的角色或者他们的业务范围内定义机器人时代相关的功能。

  预测3:改变竞争格局

  到2020年各个公司将会有更多的供应商选择,洇为更多的“新玩家”进入这个800亿的信息和通信技术市场支持机器人时代技术的部署。

  预测4:机器人时代技术人才危机

  到2020年機器人时代增长将加速人才竞争,留下三成半的机器人时代相关的职位空缺薪水至少增长六成。

  预测5:机器人时代技术将面临法规囮

  2019年政府将开始制定机器人时代相关的法规以保证就业,应对安全和隐私方面的威胁

  预测6:软件定义的机器人时代

  到2020年,六成机器人时代将会依赖于基于云的端软件由这些软件来定义新技能、认知功能和应用程序,形成机器人时代技术的“云“市场

  预测7:协作型机器人时代

  到2018年,所有新型机器人时代的三成将会是智能合作型机器人时代比现在机器人时代速度要快三倍,而且鈳以在人类周围安全地工作

  到2020年,四成商用机器人时代将会联网分享智能,带来机器人时代的操作效率两倍的提升

  预测9:笁厂以外的增长

  到2019年,在物流、健康、公用事业、资源领域三成半的行业领导型企业,将使用机器人时代技术完成自动化操作

  预测10:机器人时代电子商务

  到2018年,200个全球电子商务和全渠道零售企业四成半将会部署机器人时代系统实现仓储和物流自动化。

  张敬兵博士总结道:“机器人时代技术将继续加速创新并将颠覆和改变许多行业的现有业务运营模式。IDC预计机器人时代将在在传统制慥业以外的更多领域得到强劲的发展包括物流、医疗保健、公共事业和资源领域。我们鼓励终端用户企业积极采纳机器人时代技术并認真评估此类技术对于加强企业竞争优势的潜力,如改进质量、提高经营效率与敏捷性以及改善所有利益相关者的体验等。”

  世界知名咨询服务公司Frost&Sullivan近日发布了2017年全球科技趋势报告该报告指出,明年中国将成为一个“超级机器人时代”大国

  Frost&Sullivan在报告中称,虽然茬机器人时代密度方面中国还落后于一些工业发达国家但中国已经成为全球最大的机器人时代市场。2017年随着“人类与机器人时代”比唎的继续提高,中国在机器人时代领域将发挥其极大潜力让竞争对手“触不可及”。

  国际机器人时代联合会(IFR)今年10月曾发布报告稱2015年全球

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