（七）共享单车——互联网的实际应用

现代控制已经不仅仅是局限在一个物体上了。在互联网时代，控制可以跨越空间障碍，实现对多个物体的实时控制。共享单车是互联网最新的应用实例，如图4.6所示。

单车上内置了GPS模块和无线通信模块。控制中心可以实时地知道单车的位置和移动轨迹；可以通过遥控开锁，也可以知道用户什么时候用完车锁车了（图4.7）。

当用户安装了共享单车APP，控制中心就获得了用户的信息，当用户用手机扫描二维码时，知道用户在哪里和要用哪辆车，控制中心随即向该单车发送开锁指令。当单车的控制装置接收到中心控制系统发来的开锁指令时，车载控制装置触发电子控制模块，开启锁的控制插销，开锁成功后，向控制中心发送信息；当用户用完单车并锁车成功时，触发电子控制模块的锁车成功开关，向中央控制器发出锁车成功的通知，停止计时，结算费用。这实际上就是互联网的实际应用案例。

图4.6 共享单车    图4.7 对智能共享单车的控制

共享模式把物品的使用权和财产权分离，让原来只能供一个人使用的一件物品，现在可以由多个人共享。共享模式提高了使用效率、降低了成本、减少了对公共资源（停车位）的占用，还为使用者提供了便利。有人经过计算得出结论，北京这样的大城市只需要50万辆共享单车就可以基本满足北京对自行车出行的需求。而在多年前自行车作为主要交通工具时，几乎每人都有一辆。自行车的共享模式其实早已经出现，许多城市都有有桩公共自行车，但是使用的局限性大、建设成本高，无法大面积推广。基于互联网的智能控制技术支持下的共享单车，实现了无死角全域覆盖，得到广泛应用，几乎替代了传统的私有自行车，成为交通出行的一次革命。

设想一下，如果实现了私家汽车的共享，我们还需要每个家庭都购买小汽车吗？还要建那么多的停车库吗？还要占用那么多道路资源设置停车位吗？路宽了，交通是不是更通畅了？这样人们的出行时间会大大缩短，出行成本会大大降低，城市的运转速度加快、效率提高。如果自动驾驶技术使得“机器人出租车”成为现实，私家汽车就将成为历史。

（八）自动驾驶技术分类

汽车自动驾驶技术是当前最热门的自动控制应用领域，许多企业投入巨资进行研发。

2014年，国际自动机工程师学会发布了道路机动车辆自动驾驶技术分类系统。该分类主要以是否需要司机的注意力和干预为基准，而并非车辆的能力。

0级：自动系统能发出警告，但是不能控制车辆。

1级（手时刻准备着）：司机和自动系统共同控制车辆。例如自适应巡航控制系统

（ACC）——驾驶员控制方向，自动系统控制速度；停车辅助系统——可以自动转向但需要司机控制速度；或者车道保持辅助系统（LKA）Ⅱ型。在这一级别，司机必须时刻准备重新接管汽车的控制权。

2级（解放手）：自动系统完全控制车辆（包括加速、刹车和转向）。但司机必须时刻监控驾驶情况，如果自动系统不能正常响应，司机应随时、立即进行干预。“解放手”并不是指字面意思，事实上，这一级别的自动驾驶有强制要求，即司机的手不能离开方向盘，以确保能够时刻准备着进行干预。

3级（解放眼）：司机可以不再关注驾驶，安全地发短信甚至看电影。车辆能够自行处理紧急情况，比如紧急刹车。不过当车辆“召唤”时，司机必须准备好进行短暂的干预，具体情况依各厂商而定。

4级（解放脑）：与3级类似，在这一级别司机完全不用注意安全，也就是说可以安心睡觉或者离开驾驶员的座位。自动驾驶只在有限的区域或者特殊情况下可行，比如堵车时。在这些区域外或者情况外，车辆必须能够安全地终止行程，比如不用司机控制能“侧方位停车”。

5级（解放人）：完全不需要人为干预，例如“机器人出租车”。

（九）机器人三定律

机器人是自动控制技术的典型应用，人们对机器人寄予了很高的期望，希望机器人能够超越人类的能力，但同时也担心受到机器人的控制和伤害。1942年，美国著名科幻巨匠阿西莫夫提出了“机器人三定律”，即机器人不得伤害人类，或因不作为使人类受到伤害；除非违背第一定律，机器人必须服从人类的命令；除非违背第一及第二定律，机器人必须保护自己。这三大定律也成了后世学术界默认的研发原则。

（十）图灵测试

1950年，图灵发表了一篇划时代的论文，文中预言了创造出具有真正智能的机器的可能性。由于注意到“智能”这一概念难以确切定义，他提出了著名的图灵测试：如果一台机器能够与人类展开对话（通过电传设备）而不能被辨别出其机器身份，那么称这台机器具有智能。这一简化使得图灵能够令人信服地说明“思考的机器”是可能的。论文中还回答了对这一假说的各种常见质疑。图灵测试是人工智能哲学方面第一个严肃的提案。

2014年6月12日是一个激动人心的日子。在图灵测试被提出64年后，终于有一台机器通过了测试。这是一个名为“尤金（Eugene Goostman）”的聊天程序。它有一张戴眼镜小男孩的面孔，成功地在5min内骗过了30%的人类测试者，达到了当年图灵提出的标准。图4.8是“尤金”的聊天界面。

图4.8 “尤金”的聊天界面

五、教学准备

（1）身体控制体验游戏需要准备场地和器材。

（2）贴鼻子游戏时需要硬纸板头像、鼻子贴纸、尺子，头像鼻子位置附近要画上方格或同心圆，以便测量偏差。要有距离黑板（或其他挂头像的地方）3～5m长平坦的地面。

（3）单脚站立体验需要准备计时器。

——完——