如何用科学的眼光看待电影《大英雄6》?

迪士尼最新的动画电影《大英雄6》描述了一个东西结合的虚拟城市“老景山”,结合了三藩市和东京。讲述了精通机器人技术的14岁神童小红和机器人健康助手大白的故事。

2014年末迪士尼的电影可以说是好莱坞票房的一匹黑马。从一个技术宅的角度,他们击中了美国科技的两个热点:机器人和医疗健康领域。这两个市场也是中国科技领域的热点。一个是预计2020年达到10万亿,一个是8万亿。大白不仅完美,而且接近实现。

首先简单分析一下大白——气球外壳是有些儿童化,但是碳纤维骨架,可爱的设计,还有语音识别和人体体征扫描的能力,都是非常合理和主流的设计。大白是移动医疗、机器人制造、人工智能三大科技产业的集合。

先说移动医疗。

现在更常见的名字是mHealth。在2010的移动医疗峰会上,美国定义了m health——通过移动设备提供医疗服务。这么一想,移动机器人就清楚了,也确实符合这个定义。

移动医疗英语原全称是“医疗保健新兴移动通信与网络技术”,翻译为“医疗保健行业新兴移动通信与网络技术”。所以移动医疗兴起的根本原因是通信和网络技术的发展和普及,成本的下降和设备的普及,尤其是智能手机的大量部署,导致了移动医疗的爆发。目前,移动医疗仍处于通信技术红利发展的中期。

从逻辑上讲,移动设备的普及对移动医疗行业起到了推波助澜的作用。那么机器人行业是否成熟,就是大白什么时候做出来的一个指标。大白确实离我们不远。24小时左右有人陪伴的医生护士成本极高,但如果换成机器人健康助手,成本确实会降到不可思议的低。

美国和日本都在做,而且各有特色的做医疗机器人。

美国和日本医疗机器人案例研究

美利坚合众国

老牌移动医疗公司InTouch Health在美国已经互联了65,438+0万个社区和诊所。他们的战略投资者,美国顶级机器人公司iRobot,为IntouchHealth制造了一系列机器人,他们称之为远程医疗机器人。

这些机器人可以在社区医院、患者家中、病房等场所扮演医生身体替身的角色。远程控制机器人的医生可以长期跟踪病人的生活,监督他的生活习惯,并为他提供更彻底的治疗过程。

此外,美国五大医疗机构DigitalHealth也在制造自己的远程医疗机器人。

美国陆军远程医疗和先进技术中心(Center for telemedic and Advanced Technology)委托位于马萨诸塞州的机器人公司VECNA开发了一种自动战场救援技术,最终演变成战场辅助疏散机器人(BEAR),实现救援和运送伤员等一整套战场救援功能。

日本

日本早稻田大学发明的机器人二十一,与IntouchHealth的远程医疗方向不同。二十一的最重要的目标是模拟人类护理人员。这个机器人的手试图模仿人类。在最初的演示中,它已经可以拾起习惯,挤出番茄酱。预计2015投入使用,照顾老人和病人。缺点是价格贵——3000万日元左右。

丰田-2011发布了四种用于医疗领域的机器人,用于帮助因下肢瘫痪而行动不便的人,包括“独立行走助手”、“行走练习助手”、“平衡练习助手”、“帮助移动”。丰田董事井上洋一(Yoichi Inoue)表示:“随着儿童数量和老龄化的不断增加,用于护理和医疗的助理机器人将变得越来越重要。”

安川——在2014,一个康复机器人被发布来帮助病人进行肢体康复。但他们的产品更多的是对原有康复设备的自动化改装,更符合人体工程学,提高了医疗的护理效率。

HAL——日本筑波大学CYBERDYNE的产品,HAL(HybridAssistiveLimb)是世界上第一个通过ISO13482认证的可穿戴式助力系统的设备,其医疗改进作为医疗设备通过了欧盟CE认证。旨在帮助下肢肌肉萎缩患者。当你想站起来,走路,停下来,抬起腿上下楼梯的时候,它会适当的帮助你。

你可以称HAL为可穿戴机器人。从缩写就能看出向库布里克2001太空漫游致敬的意思。那部电影里的机器人叫哈尔。

创造人工智能

医疗机器人的人工智能有多强?可能是科幻电影对人工智能的想象太多了,从灭绝之王到人工智能近乎完美的裘德洛。但事实上,人工智能早已存在于每个人的生活中,这些精心设计的“软件”就是为了帮助你提高效率。也许医疗机器人的人工智能现在还不能取代医生,但是一定有办法让你更健康。

大白最大的任务是通过摄像头等设备扫描目标用户,感知其体征、健康数据、情绪,然后采取措施进行健康保健。动画中,主人公阿红被大白拥抱了两次,一次是因为哥哥去世,心情被大白扫描;有一次,我落水了,被大白察觉到体温下降,于是抱了抱。大白也调节自己的温度,提高阿红的体温。想想吧。这是不是很像NEST?实际上,NEST是被谷歌用物联网、人工智能、机器人才看中并收购的。

下面是一些可以做大白的公司的产品。

jibo——作为家庭应用的代表,相比DeepMind和IBM的Watson,它并没有那么智能,但是它们有一个重要的功能——语音交互和情感识别。JIBO的系统使用NLP(神经语言编程)来理解命令,甚至日常对话。可以识别用户及其家人,通过不同的用户,以及识别用户的不同情绪,进行不同的语音交互。

NEST——美国人使用恒温器的习惯,可以学习用户对温度的敏感程度,通过物联网对周围环境温度的变化来调节所有连接到NEST的设备,从而达到用户喜欢的室温、湿度等。

deep mind——这是谷歌收购NEST后收购的人工智能公司的名字。他们被并入谷歌最老的搜索团队,被赋予做知识的任务。它很高吗?那是因为DeepMind的深度学习算法让他们的人工智能能够学习。此前,在CES上,他们展示了DeepMind如何“玩”一款全新的游戏。一个医生教几遍,他的机器人就会诊断治疗。这个未来看起来好吗?

机器人视觉

除了满足自动化人工智能,大白对人体的扫描能力也是必不可少的,这样的黑科技在现实中有借鉴意义。这就是微软,最近拿出了Hololens这么神奇的东西。他们的KinectOne(电脑版叫KinectV2,这里简称Kinect2)是一年四季大白最好的视觉设备。

Kinect 2——微软选择了TOF而不是结构光(Kinect1技术)。目前可以识别肌肉拉伸、体表温度、心率——这些都是医疗保健中需要的数据。实现的原理,以温度和炎症为简单的例子,就是通过截取人体表面的颜色来识别温度,精度还在不断进化。

国内也有团队正在利用普通摄像头和OpenCV相关技术完成类似任务——点康科技,号称可以利用摄像头测量血压,但未得到验证。

我们该怎么办?

作为家庭服务机器人和远程医疗机器人领域的先锋团队,我们做了两种基于开源ROS(机器人系统)的护理机器人,主要面向儿童和老人。核心功能类似IntouchHealth,即远程控制。

此外,为了让目标用户接受机器人,我们在机器人内部放置了仿生压力传感器和自然语言合成芯片,让机器人能够感受到至少10的触摸和交互。结合自然语言处理系统,该机器人可以合成用户熟悉的声音,而不是机器人声音,并实现阅读文本信息和语音交互的功能。比如视力不好的老人可以合成子女的声音,给老人读短信,提醒她吃药等等。