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随着AI技术的发展,当前自主设备的受控的环境可能发生变化,不受控制的环境中自主设备也能运行。

随着技术的进步、规章制度的演变和文化障碍的克服,自主设备将对商业、经济和社会产生巨大的影响。自主设备指利用人工智能技术代替人类完成任务的工具,无论自动驾驶车辆、机器人、无人机、智能化应用、或自动化代理都属于这一范畴。这五类设备覆盖了四个维度:陆地、海洋、大气及数字世界。五类应用、四个维度交织出多种可能,例如,在田间,无人机和农业机器人能够互相配合完成耕种任务。Gartner认为,未来每个应用程序、服务、或者IoT设备都将包含某种程度的“智能”。尽管这类设备能否被称为“智能”如今尚未达成共识,但不可否认的是,AI技术的确赋予了它们更优的与环境交互的能力、协调能力、以及分析能力。调查显示降低成本是自主设备的关键驱动因素,但其他因素,如安全改进、劳动力短缺和制造业的回归,可能更为重要。随着AI技术的发展,当前自主设备的受控的环境可能发生变化,不受控制的环境中自主设备也能运行。自主设备想获得广泛采用,必须首先通过技术、规则和文化这三关。

>> 2023年,超过30%的仓库作业工人将迎来协作机器人伙伴。

>> 2021年,机器人产业90%的增长将来自于快速的性价比和能力提升,以及对本土制造需求的增加(受社会政治趋势和供应链成本的影响)。

>> 2025年,超过12%的新生产车辆的自动驾驶硬件能力达到SAE国际标准J30163级或以上。

>> 2022年,全球50个最大经济体中的40个将允许常规运营的自主无人机飞行,而2018年这一数字为零。

自主设备需要三点突破

自主设备包括无人机、机器人、自动驾驶车辆、设备和智能体的自主性越来越强,会带来显著的生产力提高。自主设备采用人工智能(AI)执行此前由人类完成的各种功能,其自动化水平超越了僵硬的编程模型所提供的自动化,且能够与环境及人类互动更多高级行为。当前存在许多类型的自主设备,它们在不同的运行环境中,具有不同水平的能力、协调和智能。

自主设备要被广泛采用,就必须通过技术、规则和文化三重临界点。每种类型的自主设备对于每一个用例都有它自己的三重临界点。例如,自2008年以来在矿井中部署的自动卡车,但矿井是一个受控制的环境,其管理条例与公共道路不同。在某些情况下,技术是超前于规定的。在接到居民的投诉后,科技友好型城市旧金山在2017年禁止了大多数人行道上的送货机器人,但最终还是批准了在选定区域测试投递机器人。

对于自主设备,应考虑以下临界点因素:

>> 技术:实现自主设备的技术正在迅速成熟并将加速。2016年至2017年间,对无人驾驶汽车技术初创企业的投资增长了两倍,并持续增加至2018年。到2025年,超过12%的新生产车辆将具有SAE三级或更高的自动驾驶硬件能力。

>> 规则:管辖区允许对公共道路上的自动驾驶汽车进行有限的测试。全球范围内都存在着各式各样的无人机管理条例,大多数国家都要求无人机配备人工操作人员,并在视线范围内飞行。在美国,运营商必须放弃在视线范围以外飞行的权利。美国联邦航空局的规定并不禁止无人机自主飞行,但要求有一名飞行员待命,并对无人机进行视觉监控。到2022年,世界50个最大经济体中的40个将允许常规运营自主无人机飞行,而2018年这一数字为零。

>> 文化:人们对自动驾驶汽车的接受程度参差不齐。 2018年的盖洛普调查发现52%的美国成年人从来不想使用无人驾驶汽车。美国是无人驾驶汽车技术发展的领头羊,但也是消费者对自动驾驶汽车接受程度最低的国家之一,亚利桑那州对自动测试车的几次袭击进一步证实了这一发现。

自主设备的自主能力

人工智能渗透到几乎每一种现有技术中,并创造出全新的技术类别,特别是机器学习。到2022年,人工智能的开发将成为技术提供商的一个主要战场。人工智能将用于范围广泛和有针对性的目的,可以提供更灵活、更有洞察力和更多的自动化系统。

虽然自主设备提供了许多令人兴奋的可能性,但它们无法与人脑的智力广度和动态通用学习能力相媲美。相反,它们专注于人们的日常范围,特别是人类活动的自动化。自助设备确定用例并创建业务场景和客户旅程图,以探索交付令人信服的业务结果的机会。在传统手动和半自动任务中寻求融入自主设备的机会,业务场景的用例包括:

>> 预防犯罪。微软、Uber和其他技术巨头正在使用K5自动巡逻机器人,进行结合分析和参与预测与预防犯罪。

>> 送货,清洁和扫描。沃尔玛将开始在亚利桑那州试行食品杂货自动配送,并计划推出360台可以绕过人和障碍物的自动化机器人地板清洁器。沃尔玛还在坦帕和佛罗里达州试用自动机器人扫描仪,这将减轻工人扫描库存和价格的负担。

>> 更安全的汽车运输。高科技公司(如AlphabetTeslaUberLyftApple)和传统汽车公司(如梅赛德斯-奔驰、宝马、日产、丰田和福特)希望能消除人为错误因素,无人驾驶汽车将减少汽车事故的数量。

自主设备沿着一系列自主权运行,从半自主到完全自主。当用来描述自主设备时,“自主”一词是可以解释的。当Gartner使用这个术语来描述自主设备时,意思是这些物件可以在限定的背景下无监督地运行或者完成任务。自主设备可能有不同程度的自主性(参见图1)。例如,自导向真空吸尘器可能具有有限的自主性和智能性,而无人机可以自动躲避障碍物从门窗飞进大楼。

自主的事物有不同程度的自主性

为了显示自动驾驶能力的水平,我们概括了SAE国际标准中规定的自动驾驶水平。我们已经在自治设备上应用了这些通用级别(参见图2)。

自主设备的能力水平 

随着自主设备的激增,我们期望它们从独立的智能事物转变为一群协作的智能事物。在该模型中,多个设备将协同工作,既可以独立于人,也可以遵从人的输入。例如,如果一架无人驾驶飞机检查了一大片油田,并发现油田已经随时可以开采,它可以派遣一台“自动采油机”去执行任务。在物流交付市场,最有效的解决方案是使用自动驾驶车辆将包裹运往目标地区。然后,车辆上的机器人和无人机可确保包裹的最终交付。军方在这一领域处于领先地位,正在研究使用无人机群攻击或保卫军事目标。其他例子包括:

>> 2018年冬奥会开幕式上使用无人机群

>> 迪拜计划使用自动警车,可以部署自己的无人驾驶飞机进行监视

>> 本田和其他汽车制造商的合作场景,其中车辆能够彼此通信以优化交通

自主设备的十个例子

存在着许多类型的自主设备,例子包括机器人、无人机和车辆。人工智能驱动的物联网设备,如工业设备和消费类器具等,也是自主设备的一种类型。自主设备可以在陆地上、空中或海上运行,但每一个物理装置都有一个与人类相关的操作焦点。不同类型的自主设备包括:

>> 自动驾驶汽车。自动驾驶车辆可以导航并驾驶从起点到指定目的地的部分或全部距离,无需人工干预。它们利用机载传感和定位技术,如激光雷达、雷达、照相机、全球定位系统和地图数据,并结合基于人工智能的决策能力来实现这一目的。虽然无人驾驶汽车受到了最多的关注,但该技术也可以应用于非乘用车的货物运输。无人驾驶汽车将带来重大的社会惠益,包括减少事故、伤亡以及改善交通管理,这可能影响其他社会经济趋势。如果人们可以在乘坐自动驾驶汽车时进行工作或娱乐,那么居住在市中心附近以靠近工作地点就会变得不那么重要,这可能减缓城市化进程。

>> 自动驾驶船。自动驾驶船可以感知其他船并对导航辅助设备做出响应,在没有人工干预的情况下航行、躲避障碍物和停泊。自动驾驶船仍处于早期开发阶段,但正在计划或正在对货物、客运渡船和军事自动驾驶船进行测试。自动驾驶船可以降低商业航运的成本,提高商业航运的安全性。其军事用途包括搜寻水雷、追踪潜艇、保障航道安全和收集情报。

>> 智能机器人。智能机器人可以在短期内学会了人类监督下的培训和演示,通过他们学到的经验而在物理世界中自主工作。与大多数必须被关在笼子里的工业机器人不同,智能机器人具有先进的感官能力,能够与人一起工作。因此,他们有时被称为“合作机器人”(协作机器人)。智能机器人不需要复杂和精确的编程。相反,可以通过向智能机器人展示完成任务所需的动作来对他们进行训练。

>> 自主移动机器人AMRs)。AMRs在仓库周围移动货物,是主要支持人类工作的协同机器人。通过引导和感官感知,他们能够独立工作并与人类打交道。 AMRs可以通过订单挑选过程跟踪仓库周围的人员,然后导航到装运码头,或者AMRs可以将货物交付给固定包装商。

>> 送货机器人。送货机器人是一种小型的自动驾驶吊舱,可以在人行道上操作,提供最后一英里交付解决方案。它们能够感知人和障碍物并在其周围导航。与最后一英里交付相关的成本占物流交付总成本的28%。虽然一些公司正在测试无人机送货,但地面机器人正在逐渐普及,至少在美国,严格的无人驾驶飞机管理条例继续放慢进度,为地面运输机器人创造了机会。

>> 机器人群。机器人群是多个机器人协作完成一项任务的群体。他们复制社会行为,作为一个群体一起移动,整体表现为一个自我驱动的生物。这项技术还处于初级阶段,机器人群的商业和军事应用主要集中在容错解决方案上。机器人群可以完成一项任务,即使他们中的一些人停止了行动。

>> 私人机器人。个人机器人是为个人使用而设计和创造的。他们在日常生活和任务中协助用户,帮助完成家庭生活中一些重复的任务,或在某些情况下成为日常伴侣。个人机器人根据给定的规则或算法自主执行任务。大多数个人机器人可以自主移动,进行对话,甚至表现出一些个性。虽然个人机器人在商业展览中引起了极大的关注,但它们在现实生活中的应用却很少。例如,他们缺乏清理洗碗机、做饭或倒垃圾的技能。

>> 机器人设备。机器人设备包括自动真空吸尘器和割草机。它们具有不同的传感器和智能编程,可以在一个或多个区域中来回移动、随机排列或使用虚拟地图进行导航。目前,机器人设备可以执行单一的任务,如真空处理。到2024年,像吸尘器和割草机等所有类型的单一任务机器人设备将变得普遍并被认为是正常的。然而,如果机器人设备的功能可以扩展到包括多个任务,则商业影响可能会更高。

>> 商用无人机(UAVs/无人机。商用无人机,也称为无人驾驶飞机,是小型直升机、固定翼飞机、多旋翼飞机和无人驾驶混合动力飞机。它们或者由地面上的飞行员遥控,或者配备自动导航装置。与消费者和军方不同的是,它们被用于商业目的。无人机正在许多行业和活动中迅速普及,特别是在农业、运输、基础设施检查、监视、石油和天然气、能源和保险领域。它们用于改进预测性维护,通常与传感器结合使用,甚至用于采取行动(例如,清点库存,喷洒杀菌剂或植树)。

>> 自动飞行器(FAVs)。FAVs是一种自动操作的飞机,有时被称为“飞行汽车”。他们被设计成在无人驾驶的情况下操作,无论是在车内还是在远离车的地方。这些交通工具可包括商业无人驾驶飞机和空中出租车服务。虽然可能需要几年的时间才能将FAVS部署到商业领域,但波音、空客、VolocopterEHang现在正在测试FAVs。在移动服务和物流的有限业务范围内,FAVS的业务影响可能很大。偏远地区或地形复杂的特殊用例可能会推动其在区域或特殊用途上更快地被采用,因为直升机已经在特殊情况下服务于这样的地点。

自主设备的附带影响

自动驾驶汽车将给消费者的流动性带来革命性的变化,它需要一种与当今车险模式完全不同的车险模式。风险已经从驾驶者转移到了汽车制造商,以及人工智能导航系统的运行状况。沃尔沃等公司已宣布,他们将为这些因制造商过失而造成的碰撞车辆投保,降低驾车者需要从汽车保险公司购买的责任保险额。研究表明,随着责任从保险公司转移到汽车制造商,汽车保险市场可能急剧收缩,KPMG预测到2050年将会削减71%

许多文章预测,一旦自动驾驶卡车出现在道路上,卡车司机的前景将是悲观的,但事实却大相径庭。在美国,卡车司机短缺约5万人,美国卡车运输协会预测,到2026年,该行业将需要填补近17.5万个司机职位。考虑到退休和额外需求,在未来十年,这个行业将需要90万名新的卡车司机。无人驾驶卡车预计在10年内不会上路,但卡车司机短缺可能是一个重要的促进因素。

世界各地的军事组织一直在采用自主设备(机器人、车辆、无人机、巡逻艇、潜艇和防御系统)。在大多数情况下,这些自主系统不是致命的,而是在人类的控制之下。然而,这种技术的存在是为了发展致命的自主武器系统(LAWS)。随着许多团体施加压力,人们的关切日益增加。联合国(U.N.)禁止研发在没有人类决策者参与情况下运转的杀人系统。联合国《特定常规武器公约》仍在继续讨论,虽然一些国家仍然反对,但却没有禁止已经达成一致的LAWS

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