拉菲羅·安德烈（左）在前往T-EDGE大會途中
亞馬遜的倉庫里，上萬臺橘紅色圓形小機器人忙忙碌碌。貨物被存儲在一個個被稱為“pods”的小貨柜上 ，當機器人確認了柜子里面有它所要的物品，它就會鉆到貨柜底部，旋轉(zhuǎn)變成一個起重機，將這個貨柜運到人工挑揀處進行訂單處理。
亞馬遜物流機器人
這些在倉庫周圍快速移動物品的橙色機器人被稱為Amazon Robotics，高 16 英寸，采用輪子代步，可搬運重達 700 磅的貨物，內(nèi)置十分先進的避障算法。
它的原名叫 Kiva System，由Mick Mountz，Peter Wurman和Raffaello D'Andrea共同創(chuàng)建的Kiva公司出品，2012年被亞馬遜以7.75億美金收購。目前，美國亞馬遜的第八代物流中心里配備了超過 1.5 萬臺這樣的機器人，每年為亞馬遜節(jié)省 20% 的營業(yè)費。
Mick Mountz，一個麻省理工學院的和哈佛商學院的雙料畢業(yè)生，先想出了這點子。 他發(fā)現(xiàn)，很多公司效益低下是因已有倉儲物流系統(tǒng)的人工成本高，且效率低。他希望能解決原先在大倉庫里人工找貨效率低下的問題，建造一種自動化的揀貨、倉儲系統(tǒng)，提高配送的流程，降低企業(yè)運營成本，產(chǎn)生更大價值。
于是，他找到了機器人工程與自動化的專家Peter Wurman（多代理系統(tǒng)專家，美國北卡羅來納州立大學前計算機工程系教授）和拉菲羅·安德烈教授（Prof. Dr. Raffaello D’Andrea），希望創(chuàng)造出一種能主動將貨物送到人面前的機器系統(tǒng)。他們?nèi)艘慌募春?，?003年創(chuàng)辦了Kiva公司。
Kiva System的三位創(chuàng)始人
Kiva機器人系統(tǒng)的設計邏輯并不復雜：個體機器人由一個存有倉庫所有貨物信息的電腦集群統(tǒng)一調(diào)度，并移動到規(guī)定的地點，執(zhí)行被分配到的任務。比如，它們會接受到這樣的指令：1051號機器人把308號貨物運給12號工人，路上不要和1433號機器人相撞（1433號機器人和它走的是同一條道）。
但顯然，Kiva系統(tǒng)的算法并不簡單，它們在接受指令運作的同時，還需不停學習、適應環(huán)境，自動更新算法。它的開發(fā)者，受邀參加2016鈦媒體T-EDGE年度盛典的安德烈教授解釋：
對于Kiva來說，它不斷在各個層級進行學習和適應。我們的想法是，機器人身上使用不貴重的部件，但是我們設計的復雜的算法讓機器人能夠?qū)W習和自適應，以至于它們能和昂貴的機器人一樣達到非常高的性能和可靠性。
安德烈現(xiàn)任蘇黎世聯(lián)邦理工學院動力系統(tǒng)及控制專業(yè)教授（Institute for Dynamic Systems and Control, ETH），Verity Studios的創(chuàng)始人。此前他曾在康奈爾大學任教。任職期間，他曾帶領康奈爾機器人足球隊贏得了四次機器人足球世界杯 RoboCup世界冠軍。
2013 年他第一次上了TED演講臺，那段關于無人機的16分鐘視頻在 TED 官網(wǎng)上點擊量已過千萬。3 年后在TED 2016演講臺上，他用立式垂直起落飛機（The Tailsitter）、單螺旋機（The Monospinner）、 全向直升機（The Omnicopter）、合成蜂群（a synthetic swarm）等多款不同形態(tài)的飛行器，展示了目前無人機達到的最高智能。
無人機建塔
今年，安德烈獲得IEEE Robotics and Automation Award (它是IEEE Technical Field Award的獎項之一，表彰在機器人和自動化領域有杰出貢獻的個人)，頒獎詞是這樣寫的：該獎表彰安德烈博士對分布式合作型機器人，及商用自動化系統(tǒng)設計和應用上的開拓貢獻。
安德烈和他的團隊正在嘗試拓展挑戰(zhàn)機器學習的邊界，讓機器完成人類做不到的事。他在2016鈦媒體T-EDGE年度盛典的演講中提到：
機器人的自動化市場非常大，可能在未來的5年內(nèi)會高達135-150千億美元（Bank of America Merrill Lynch 2016）。而對機器人自動化行業(yè)來說，共享學習比個體學習更有益處，這是一個行業(yè)顛覆點。這些自動化的機器有極大的潛力待開發(fā)，只要我們找到了一種架構(gòu)，能讓這些機器共享信息，它們就能學得更快更好，就像人分享共同記憶一樣。
未來我們將重點研發(fā)一個能讓機器共享信息的基礎系統(tǒng)，從而加速機器的學習過程。人類學習的速度其實和機器相比是有限的，機器能做很多人類做不到的事，而我們要對這點加以利用。
過去5年間，各行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和效能提升的需求越來越大，對機器學習需求也不斷增加。云計算的出現(xiàn)和算法的不斷升級使海量數(shù)據(jù)的獲取與使用成為可能，機器學習也有了質(zhì)的飛躍。
2016年AlphaGo 和圍棋高手李世石的人機大戰(zhàn)在全世界掀起一輪人工智能小高潮，很多人開始幻想電腦智能與人腦智能兼容的“奇點”時刻，一個機器人與人類共存的未來。
作為目前機器人和自動化行業(yè)的前沿領導者，安德烈對預言這樣的未來卻并不熱衷，他在接受鈦媒體編輯專訪時表示：
我一點都不相信“奇點”臨近這種理論。我認為很多現(xiàn)在人們眼中的“顛覆性技術”，并不是憑空造出的，不是從來都不存在的?？萍嫉陌l(fā)展一直個漸進的過程，有時候一個技術沒有得到重視，可能是因為經(jīng)濟或其他條件不允許。很多時候技術已經(jīng)有了，但人們還不知道怎么去使用它們。往往這時，創(chuàng)業(yè)者就會嗅到商機，找到一個能運用這些技術的領域，并創(chuàng)造價值，這只是商業(yè)模式的顛覆性，而不是技術本身的顛覆性。
就像“社交媒體”這個概念，它用的并不是新技術，只是這個商業(yè)模式很創(chuàng)新。Facebook之前有很多做社交的公司，但是只有它成功了。是它的運氣好，還是商業(yè)模式好，還是技術好，這些都很難說，要視情況而定。這也是我對“奇點”這種理論存疑的原因，古往今來，并沒有這種突然間顛覆一切的技術。
他目前所想的就是接下來3個月、6個月、1年的時間，能讓手頭的機器人、飛行器做出什么新鮮事。在鈦媒體T-EDGE的舞臺上，他展示了一個能依靠一個角倒立并保持平衡的正立方體Cubli。為了讓這個立方體自主學習并達到最后的平衡，安德烈教授和他的團隊花了3年時間。
可保持自身平衡的Cubli
“我每次要做什么東西之前，都會進行粗略測算，試圖證明自己的想法不是不可能的，一旦我證明了這點，我就會在電腦上進行仿真模擬。如果電腦模擬證明可行，我就開始動手制作。當然，這個過程中有很多假設不正確，遇到這種情況，我會回去重新檢查，如果有誤，就推翻重來。”
比如他要展示的立方體，最開始想用一個栓針讓里頭的轉(zhuǎn)動的輪子迅速停止，但這樣的方式太過粗魯，花了一個月的時間也沒能成功。后來換了一個思路，把栓換成類似自行車的剎車片，建了新的模型，最后成功了。
Raffaello D'Andrea教授在2016鈦媒體T-EDGE年度盛典上演示
在他看來，目前的機器人發(fā)展，用“機器智能”一詞形容，比“人工智能”更貼切。他創(chuàng)造的無人機，在門外漢看來好像有能力自主學習，但其實更多用的是自適應算法的概念（adaptive control）。自適應控制源自自動控制學界，使用的是經(jīng)過修改的自適應算法。
不過，他希望將新技術和機器學習結(jié)合在一起，利用數(shù)據(jù)去學習系統(tǒng)參數(shù)或者控制策略，或者學習模型和現(xiàn)實的誤差（correction term）。讓數(shù)據(jù)去適應算法，從多個角度看問題，最后得出最優(yōu)解決方案。比如Kiva系統(tǒng)，很多人認為這是一種分布式控制系統(tǒng)（distributed control system）的系統(tǒng)，而不是集中控制系統(tǒng)（centralized control system）。但這兩種系統(tǒng)在開發(fā)Kiva時并不對立:
其實用什么手段和應用本身是相關的，有些應用比較適合分布式的協(xié)作，有些應用則需要集中化的管理。Kiva系統(tǒng)就是分布式和集中式控制系統(tǒng)的結(jié)合體。它們接收到的指令，是統(tǒng)一發(fā)出的，而規(guī)定了它們要往那里去的路徑規(guī)劃算法（the path planning algorithm） 則是由分布的計算機代理（distributed agents）算出的。機器人自己則會根據(jù)現(xiàn)實的狀況作出判斷。
我在生活中學到的一件很重要的事就是，不同的情況有不同的處理方法，一個完美通用的準則并不存在。你需要用一種開放的態(tài)度去應對新的問題，才能更好解決問題。"
在鈦媒體T-EDGE舞臺上，安德烈教授還展示了無人機和人玩拋接球，無人機托著直立木棍沿既定8字形路線飛行的視頻。這些案例的成功都是多次試驗，改進算法后，機器不斷學習的成果。這也是他們實驗室的理念--用開放的思維和科學的方法，不斷超越極限，挑戰(zhàn)邊界。
安德烈是一個極聰明且上進的研究者。他出生于意大利，10歲移民加拿大，大學考上了多倫多大學工程系，并以第一名的成績畢業(yè)。1997 年，他考取了加州理工的電氣工程博士學位，后至美國康奈爾大學機械與航空工程系任教。2007年他離開康奈爾大學，到蘇黎世聯(lián)邦理工學院擔任動力系統(tǒng)及控制專業(yè)教授至今。
在此期間，他還共同創(chuàng)辦了Kiva系統(tǒng)，創(chuàng)立了旨在用科技創(chuàng)造新的藝術形態(tài)的Verity Studios公司。無論在學界還是商界，他都游刃有余。
雖然公眾眼中安德烈教授頭銜繁多，科學家，工程師，藝術家，無人機教父，商人，創(chuàng)業(yè)者……但他并不喜歡給自己貼標簽，他最在意的是自己的作品。
“這些定義對，也不對。我不會用這些名號定義自己，我只是很幸運，一直在做自己喜歡做的事情。我從記事起就喜歡動手做東西，無論是藝術作品，還是機器人。我是由我的作品定義的，而我的作品種類很廣。”
安德烈在2016年鈦媒體 T-EDGE 年度盛典上展示的最后一段視頻里，各式無人機在他的控制下，或單飛，或旋轉(zhuǎn)，或時合時聚地載著光源在舞臺、劇院、室內(nèi)上空搖曳起舞，如夢如幻，場內(nèi)外安安靜靜，所有人都看得出神。他的演講結(jié)語說道：
“我本人非常熱愛研究這些新興技術。每一天我醒來，對于我們能創(chuàng)造出來的東西都有著無限幻想。我也在思考，人類是不是真的能學會魔法，通過技術，使魔法成為現(xiàn)實。
或許，“魔法師” 是一個他不會拒絕的稱號。（本文獨家首發(fā)鈦媒體，記者/元婕、吳寧川 ）
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