罗德尼·布鲁克斯

机器人革命的"异类"

大自然用了数十亿年进化出来的生物，远比我们现在设计的任何机器人都要精妙。我要做的，就是向自然学习。 —— 罗德尼·布鲁克斯 1954年，阿德莱德的海滩上，一个小男孩蹲在潮汐间的水坑旁，目不转睛地观察着一只螃蟹横向移动的身影。螃蟹的动作看似毫无章法，却总能精准地避开障碍物，找到食物。小男孩看得入迷，他不知道的是，多年以后，他会基于这些童年时对海洋生物的观察，彻底颠覆一整个学科。 他的名字叫罗德尼·布鲁克斯。澳大利亚阿德莱德出生的他，从小就是个"问题学生"——不喜欢死记硬背，对学校的应试教育嗤之以鼻。他更喜欢动手实践，拆解收音机、组装电动机、把自行车改装成各种奇怪的东西。 他后来回忆说："我在阿德莱德的海滩边长大。大自然教会我的，比学校教会我的多得多。" · · · · · ·

斯坦福的叛逆者

1975年，布鲁克斯在澳大利亚弗林德斯大学获得了数学学士学位，1978年获得硕士学位。许多人认为这已经是一个完美的终点——一个澳大利亚男孩，在家乡读个书，拿个学位，然后在某个学校找个教职，安稳地度过余生。 但布鲁克斯不是来安稳的。1981年，他做出了人生中最重要的决定之一：前往美国，斯坦福大学，追逐机器人梦想。 在斯坦福，他师从托马斯·宾福德教授——计算机视觉领域的奠基人之一。但与一般学生不同，布鲁克斯从不盲从权威。他会认真听课，会完成作业，但也会在讨论时直接挑战导师的观点。 "我在斯坦福学到最重要的东西，就是如何挑战权威——包括我的导师。"他后来笑着说。 1986年，布鲁克斯获得了斯坦福大学计算机科学博士学位。他的博士论文虽然没有日后那些论文著名，却已经开始萌芽一个革命性的想法：一个不需要复杂世界模型的机器人编程方法。 · · · · · ·

颠覆整个AI学科的男人

博士毕业后，布鲁克斯加入了MIT人工智能实验室。1984年，他开始在MIT任教，并很快成为这个领域最具争议性的人物。 当时的AI主流思想是：机器人必须先"理解"世界，然后才能行动。这意味着，要让机器人完成任何任务，必须先用复杂的算法让机器人建立世界模型——理解空间位置、物体属性、因果关系。 布鲁克斯认为这是大错特错的。 "人类在婴儿时期就能伸手抓东西，但我们不会说婴儿'理解'了物理定律。"他在1986年的一次学术会议上说，"机器人也一样——它们可以通过与世界的直接交互来学会行动，而不需要先建立一个抽象的世界模型。" 全场鸦雀无声。这种观点，对于当时沉浸在符号主义AI传统中的学者们来说，简直是异端邪说。 "计算机不会思考，机器人会。但大多数机器人学家犯的最大错误，就是让机器人想得太多。" —— 罗德尼·布鲁克斯 · · · · · ·

包容架构

1986年，布鲁克斯在一篇论文中首次提出了包容架构（Subsumption Architecture）。这个架构的核心思想是：让多个简单的行为模块同时运行，高层行为可以"包容"低层行为。 想象一座金字塔。最底层是基础反射——碰到障碍物就后退、保持平衡。第二层是探索行为——朝光亮的地方走。第三层是目标导向行为——朝门口移动。第四层是复杂任务——搬运物体、与人协作。 当高层行为激活时，它会自动"抑制"低层行为，使其暂停，转而执行更重要的任务。这就像人类大脑的工作方式——你可以一边走路一边思考，高层认知不会干扰低层的运动控制。 最底层的模块处理最基本的反射，比如"碰到障碍物就后退"；更高层的模块负责更复杂的目标，比如"朝门口移动"。这些行为同时运行，机器人自然就能穿过房间、打开门。 · · · · · ·

快速、廉价、失控

1997年，布鲁克斯发表了一篇日后成为经典的论文，标题叫《快速、廉价、失控——一个机器人的崛起》。这个标题本身就充满了挑衅意味——在当时的机器人学界，这三个词每一个都是贬义。 但布鲁克斯故意为之。在那篇论文中，他提出了一个惊世骇俗的观点：与其花数百万美元制造一个精密的机器人，不如用几百美元制造一群简单的机器人，让它们协同工作。 整个机器人学界都在追求更精密的传感器、更强大的处理器、更复杂的算法。布鲁克斯却在说：够了。简单的机器人，加上简单的行为，就能完成复杂的工作。 他的灵感来源于昆虫。蚂蚁、蜜蜂、白蚁——这些单个看来无比简单的生物，通过群体的协作，却能完成令人惊叹的复杂任务：建造精密的巢穴、种植真菌、发动战争。单个蚂蚁的智力几乎为零，但蚁群却能表现出"集体智能"。 "未来的机器人不应该是笨重、昂贵、精密的工业设备。它们应该是轻巧、廉价、像昆虫一样坚韧的东西。" —— 罗德尼·布鲁克斯，《快速、廉价、失控》 · · · · · ·

三个人，一家公司

1989年，MIT的走廊里，布鲁克斯遇到了同事科林·安格尔。安格尔是一个天生的创业者，而布鲁克斯是一个沉迷于学术的理想主义者。两个截然不同的人，却擦出了火花。 他们开始讨论机器人技术的未来。当时美国军方正在寻找能够替代人工排雷的技术。两人——加上安格尔的导师——决定联合创业，将布鲁克斯多年的研究成果转化为商用产品。 1990年，iRobot成立了。 公司名称简单直接——就是"Internet Robot"的意思，虽然后来这个解释被淡化了，但公司的使命从未改变：让机器人走进每个人的生活。 iRobot的第一个大项目是为军方开发排雷机器人。布鲁克斯把他在包容架构上的研究成果应用到了产品中。这些机器人没有复杂的视觉系统，没有精密的地图算法，只有简单的行为规则——遇到障碍物就绕开，检测到金属就标记。但正是这种"简单"，让它们在战场上发挥了巨大作用。 军用PackBot在阿富汗和伊拉克战场上广泛使用，截至2020年已累计执行了超过两万次任务。但真正让iRobot走进千家万户的，是一个完全不同的产品。 · · · · · ·

Roomba传奇

2002年9月，iRobot推出了一个改变千万人生活的东西：Roomba。 那时候，许多人并不看好这款产品。"谁会花200美元买一个扫地机器人？"他们质疑道。但布鲁克斯知道，Roomba的成功不仅仅是技术，更是哲学的胜利。 "Roomba不需要知道客厅的形状。它只需要遵循几条简单的规则：直走、遇障转向、沿墙走、螺旋式搜索。就是这样，它能把整个房间打扫干净。" Roomba没有地图，没有SLAM，没有复杂的路径规划算法，只有简单的规则驱动复杂的行为。它在房间里随机移动，看似毫无章法，却能覆盖几乎100%的地面面积。数学证明了这种方法的有效性。 Roomba上市后第一年销量就突破了100万台。到今天，iRobot已累计销售超过4000万台消费机器人。扫地这件每天占用人类大量时间的事情，就这样被一个没有"智慧"、只有规则的机器人彻底改变了。 · · · · · ·

第二次出发

2008年，54岁的布鲁克斯做出了一个让许多人意外的决定：离开MIT，与他的学生一起创立Rethink Robotics。这家公司的使命是：让机器人不再只属于工业巨头，而是走进每一个普通工厂、每一个小型车间。 在此之前，工业机器人一直是笨重、危险、昂贵的存在。一台普通的工业机械臂售价通常在5万到20万美元之间，而且需要专业的编程人员花费数周时间来调试部署。中小型制造商根本无法负担。 布鲁克斯想改变这一切。 2012年，Rethink Robotics推出了Baxter——一台双臂协作机器人，设计初衷是能够与人类在同一空间安全工作，而不需要传统的安全围栏。Baxter最革命性的特点，是它可以被任何人编程，不需要专业的程序员，不需要写代码。工人只需要握住机器人的手臂，做一遍想要它执行的任务，机器人就会记录手臂的运动轨迹，然后重复执行。 这叫做"编程演示"。布鲁克斯认为，这才是机器人应该有的交互方式——让机器人适应人类，而不是让人类去适应机器人。 "Baxter不是要取代工人，它是要成为工人的助手。一个任何人、任何地方都能使用的机器人助手。" —— 罗德尼·布鲁克斯，2012年发布会 · · · · · ·

最后的思考

2017年，布鲁克斯从MIT退休，结束了他在学术界30多年的生涯。在退休前的最后一次公开演讲中，他被问到：你认为通用人工智能会实现吗？ 他的回答出乎意料： "我不知道AGI会不会实现。但我知道，如果我们一直用错误的方法研究AI，我们永远不会实现它。现在的AI研究太沉迷于大数据和深度学习，却忽略了智能最基本的东西——它必须是具身的、嵌入世界的、在与环境的交互中发展的。" 他承认深度学习在模式识别方面取得了巨大成功——语音识别、图像分类，自然语言处理。但他也指出，深度学习系统存在根本性的局限性：数据饥饿、脆弱性、缺乏理解、缺乏物理直觉。 "一个能在ImageNet上达到99%准确率的神经网络，并不能'理解'图像的内容——它只是在统计模式。" 而布鲁克斯用一生证明的是：有时候，最深刻的见解来自最简单的观察。他从蚂蚁和昆虫的行为中获得灵感，质疑整个AI领域的共识，另辟蹊径地开辟了行为机器人学的新天地。他既是学者也是创业者，他的发明既上了战场也进了客厅。 他提醒我们：在追求更强大AI的路上，我们或许不应该忘记，智能最初的样子——简单、具身、与世界融为一体。 · · · 第十二章 · 完