人造大脑能否让生产自动化触手可及？

设想一下，未来任何人凡有梦想，都可以轻易地将梦想变为实际产品。在这样的未来里，只需说出自己想要的，梦想便可成真。也就是说，根本不需要工程学位，也不需要工业设计或制造业背景，只要有想法就可以了。

这是可能发生（也将发生）的事情，但有些情况是需要改变的，首先要实现的就是生产自动化的可及性。

简单地说，自动化目前只有资金雄厚的大型制造商才玩得起。这些企业之所以称霸制造业，是因为它们具备投入到自动化手段上的资源。说来或许并不奇怪，自动化的成本远高于设备本身的价格，自动化成本有近四分之三往往不在于硬件，而在于昂贵、费力耗时的工艺整合，其中包括有效运行自动化系统所需的设置、培训、认证、维护和调试。

这种根深蒂固的生态系统阻挠了自动化的普及是因为制造商必须突破工艺整合的门槛。自动化不一定非要昂贵到排他的地步，但要有颠覆性的变化才能突破工艺整合这一高门槛的堡垒，换句话说，就是要让自动化真正达到大众化，让每个人，甚至是最小的作坊，都可以采用。构建人造大脑则是达到这个目标的途径。

人造大脑是什么？

集硬件和软件于一体的人造大脑，实质上可以再创造人类最有趣的其中一面：从经验中学习的能力。人造大脑的组成部分可实现认知、分析和数据采集功能，使配备人造大脑的机器人能够在数小时内自我重新编程或“重新连接”大脑回路。

人造大脑由硬件、软件和传感器三部分组成，形成了一个完美的生态系统。传感器担起“眼睛”和“耳朵”的功能，负责采集数据供硬件处理。而计算软件则是深度学习形式的人工智能，可以将所获取的一切新经验记录下来并添加到记忆中，以便从这些经验中学习，用以指导未来的任务。如此一来，生产机器人骤然不再是需要预编程的单任务机器。

人造大脑的工作原理

有个适应性强的硬件叫做现场可编程逻辑闸阵列（FPGA），这便是人造大脑的关键所在，本质上是一种由实现通用逻辑的可编程模块阵列组成的集成电路，可根据现场需要进行配置。FPGA自上世纪80年代中期以来就存在了，但直到最近仍然非常难以编程，因此没有被广泛使用。然而，经过微软等公司的重本投入，FPGA现在具有更好的接口，可以更容易地进行编程或“教导”，而且可以无限制地进行访问。

FPGA的工作原理如下：配备人造大脑的机器人在投入使用后的头几个月里，会根据被指派的任务不断地学习新经验，就像小孩边做边学习一样。在这段期间，操作者可能需要重新安排硬件资源使其更有效，但不需要购买新硬件，因为FPGA是可以编程的。这类似于人类大脑根据每日获取的经验“重新布线”。

软件部分则是深度学习形式的人工智能。到目前为止，人工智能的局限性在于太过专注于解决单一问题。也就是说，大多数时候，其智能无法应用于设计范围外的其他情形。但人类大脑可不是这样的。大脑能够无限地获取任何经验并延伸到另一场景中，将所学到的知识应用在完全不同的环境里。幸运的是，人工智能已发展到也可以这样做的地步。

人造大脑因有内置人工智能而无需依赖云端

人造大脑内置了人工智能，因而无需依赖云端，而是持续对传感器不断采集到的数据进行编目管理、学习并加以利用，帮助机器人了解周围环境、了解操作者。人工智能利用瓶颈对数据进行过滤，记住认定重要的信息、忘掉不相关的信息。深度学习型人工智能可以视需要对FPGA网络进行重新编程，让机器人为新任务做准备。

制造业未来的大众化

对制造业而言，由于配备人造大脑的机器人可以自我调整、重新编程，任何人只要拥有一个这样的机器人，就可以生产任何数量的几乎任何东西。传统工厂再也不是必要的了，唯一需要的是机器人室。更重要的是，工艺整合将成为过去式，因为人造大脑已装备所有的相关知识。

有了这知识库，机器人在执行任何任务时便可以说：“这材料就是这样铺的”、“刀片就是这样制造的”、“机翼就是这样制造的”、“柱子就是这样制造的”等等。这是因为，所有物理学问题都在内部解决，包括在同一室内处理钢铁、聚合物、纤维等不同材料的能力。机器人具有适应性，不再局限于进行拾取和放置任务。

这种机器人看上去可能跟现今工厂里的工业机器人一点也不像，而是比较轻盈、比较灵活，而且运作所需的能量要少得多，就像人体的行动不需要费很大力气一样。由人造大脑驱动的机器人本质上就是一种图形界面，能够通过处理话语、肢体语言和面部表情与人们沟通。总而言之，这将有助于机器人完全理解其所制造的物品是否与操作者心里想的一样。

实际上，人们将来买的，是这种人与机器人之间的沟通，而不是软件或机器。从购买机器人的第一刻起，所买的就是沟通和解决问题的知识，而且无需培训。就这样，生产自动化的能力是任何人都触手可及的。

人造大脑的付诸应用

人造大脑技术之所以成为可能，纯粹是因为硬件终于变得更容易获得，人工智能已经超越了单功能学习，传感器也非常便宜。但要使这项技术真正成为现实，大小型制造商都需要对创新持开放态度、接受新的学习和工作方式，并欢迎颠覆性的变化。这技术有望让人感到不安，甚至抛开经常与制造业相关联的保守步伐。

人造大脑研究正在进行中，今年，我们欧特克的团队将示范配备人造大脑的单个机器人可以自我重新编程，生产三种不同的部件，各用于不同领域，即航空航天、建筑和汽车领域。这个机器人将展示自己是根据收集的知识量身运作的，并且可以根据被指派执行的不同任务调整知识。

以我之见，这个系统将在未来三到五年内真正开始付诸应用。届时将显而易见的是，人造大脑等创新是解决未来跨功能设计、建造和生产制造问题所必备的。随着自动化触手可及，无论是机械工程师还是哲学家或是生物学家，任何人都可以为这些问题提供可行的解决方案。一切始于梦想！