《星际穿越》中的合作机器人既漂亮又傻乎乎的

当人类最终踏上外星世界时，机器人将加入他们的行列。这并不是一个大胆的预测。这是一个显而易见的事实。机器已经抢先一步登上了火星，并证明了它们作为不知疲倦的侦察兵、勘测员和样本采集者的价值。载人探险队无疑将包括至少一个机器人，如果不是一整支机器人舰队的话。

然而，不太明显的是这些机器人将采用何种形式。有些机器人可能采用我们熟悉的形状，如轮式或履带式探测车，或一群可以提供有用航拍镜头的微型卫星。但是，那些直接与宇航员一起工作的机器人呢？它们在与人类主人相同的车辆和环境中安全、有效地移动？它们会是人形机器人，就像 NASA 目前正在国际空间站测试的实验机器人 Robonaut 2 一样？或者它们本身会更像外星人，拥有支持人类的身体和行为，而不是物理上模仿人类？

在即将上映的电影《星际穿越》中，我们看到了后者。陪同载人探险队前往另一个世界的机器人是巨型太空怪兽，是一块块长方形的平板，其板状部分可以分离并旋转以完成各种动作。预告片提供了一些简单的例子，例如双足行走和在水面上翻滚。

它们的设计非常漂亮，引人注目，但也相当荒唐。

这两个机器人分别叫做 TARS 和 CASE。它们设计精美，引人注目。而且它们还相当滑稽。

电影导演克里斯托弗·诺兰 (Christopher Nolan) 很少透露机器人的设计，他告诉《帝国》杂志，机器人是四边形的，“有四个主要块，它们可以用三种方式连接起来。”这是一种视觉上引人注目的方法，而且在现实世界中没有先例。因此，在预测机器人运动方向方面，没有赞扬或批评的基础。嘿，酷炫的机器人看起来很酷，这对好莱坞来说已经足够好了。

然而，当谈到协作机器人或合作机器人（可以与人类一起工作而不会造成混乱或伤害）时，这种设计仍有很多愚蠢之处。

协作机器人领域最先进的典型代表是 Baxter，这是马萨诸塞州 Rethink Robotics 公司生产的双臂机器人，可以训练它执行一些琐碎的重复性任务，例如从传送带上抓取特定零件。最重要的是，Baxter 不会杀死你，而有些工业机器人可能会在你绕过将自动装配机器人与人类同事隔离开来的安全措施时杀死你。Baxter 最重要的是具有社交性和安全性。虽然 Baxter 并不完全适合太空作业，但它的两个最佳特性值得未来的行星探险者考虑。

表现真诚的重要性

Baxter 是地球上最有表现力的机器人之一。通过调整屏幕上的眉毛，平板电脑般的脸可以立即发出对命令的困惑信号。通过将脸转向它茎状的铰接式颈部，Baxter 可以无声地确认这台机器正在听你说话，或者在等待你的下一个命令，甚至确认你正在接近。Baxter 不会说话，但它能以大多数机器人无法做到的方式进行交流。

这对于协作机器人来说是一项至关重要的功能，也是区分机器人是能与人类有效协作还是仅仅侵犯你的个人空间的因素。“假设你有一个能听从语音命令的机器人，”伍斯特理工学院研究协作机器人系统的机器人专家 Dmitry Berenson 说道。“如果它似乎没有意识到你说的话，人们就会感到困惑。”想象一下，如果一个人没有用口头确认、竖起大拇指甚至轻轻点头来回答你的请求。由于社交技能和硬件比大多数人类都要少，一个反应迟钝的协作机器人很快就会成为挫败感的根源，并且效率低下。“有时，机器人的可用性取决于你与它互动的能力，”Berenson 说道。

现在想象一下，一个机器人的工作是在某个遥远的天体上紧急救援，一个小小的失误就可能让探险者丧命。一个需要声音交流，甚至直接通信链路的系统，并不能激发人们对协作机器人的信心。正如贝伦森指出的那样，表现力并不意味着要创造一个可爱的人形机器人或栩栩如生的机器人。巴克斯特没有鼻子、嘴巴或声音。麻省理工学院机器人专家辛西娅·布雷齐尔设计的社交机器人 Jibo 以其非拟人化的图标交互震惊了支持者和整个机器人界，它使用颜色和形状快速与用户建立联系（它在 Indiegogo 上筹集了 220 万美元的资金）。尽管《星际穿越》中的机器人看起来非常漂亮，但一张永远面无表情的脸对任何协作机器人来说都不是优点，更不用说你必须穿着宇航服与之互动的协作机器人了。

Stay-Puft 协作机器人

Baxter 的另一个突出特点是安全性。该机器人的执行器设计为可弯曲。在训练模式下，您可以亲自指导它完成分配的任务，引导其肢体在整个工作空间中移动。在标准操作过程中，Baxter 的肢体在被推时仍会移动。事实上，一旦检测到有人靠近，Baxter 就会停止移动，以进一步降低意外碰撞的风险。

对于制造机器人来说，这种谨慎程度是明智的，但对于成熟的协作机器人，尤其是用于协助宇航员的协作机器人来说，可能有些过度了。根据 Berenson 的说法，机器人的执行器越柔顺，其精度和强度就越低。如果太空协作机器人旨在代替人类，敲击紧密排列的按钮和控制器，那么它的肢体和马达可能必须施加更大的力，但产量却比 Baxter 的要小。同样，一个拥有足够力量行走、游泳并对行星探险者有用的机器人可能不应该那么柔顺。

“你不希望穿着太空服的人周围出现锐角。”

然而，太空协作机器人应该是柔软的。Robonaut 2 有坚硬的部件，但它的肢体是软垫的，而且是自给自足的，没有暴露的关节来压坏错误的生物手指。像麻省理工学院研究人员展示的气动系统这样的完全柔软的机器人，很可能会在柔顺性和功率的权衡中处于不利地位。但《星际穿越》中的机器人却处于相反的极端，似乎对协作机器人来说是一种威胁。“你不希望穿着宇航服的人周围有锐角，”贝伦森说。“这可能会造成问题。对大多数机器人来说，柔软是一种好习惯。没有理由不加一点衬垫。”

在我们知道人类何时何地会走向何方之前，我们不可能为未来的太空协作机器人勾勒出完整的设计。事实上，尽管对 Baxter 表示了充分的尊重，但我们还没有在地球上生产出协作机器人——当你靠近时僵住的机器人算不上是一个好的协作机器人。但可以肯定地说，它们与《星际穿越》中那些朴素、毫无特色的机器人完全不同。它们会富有表现力，随时准备以明显或微妙的非语言方式进行交流。它们触感柔软，随时准备在近距离执行命令，而不会意外压伤或杀死它们原本要帮助的人。

要了解有关星际穿越的更多科学知识，请点击此处。