疼痛机器人

今天是2026年9月14日，回想十年前，我此刻心情依然如同当年，那个八月出了太多事，人生重要决定、亲人离世、生病、衰落，身体在大脑里留下无法淡忘的疼痛记忆。时隔十年，人类社会发生了许多变化，乐观的人表示早在预料之中，对未来更保守的人却觉得人类正亲手把自己送上难以控制的道路。上世纪60年代初，人工智能创始人Simon和他的同事预言：十年内数字计算机将取代人类获得国际象棋世界冠军。事实上我们都知道，计算机战胜人类国际象棋冠军花费了远比Simon等人的预测更长的时间。

便捷的随行机器人###

2016年，AlphaGo让更多人相信人工智能不可预计的未来。AlphaGo成功后，机器的深度学习(Deep Learning)开始深入人心，这种基于传统的神经网络技术的再发展带来了人工神经网络飞跃。大家都知道人的大脑有100亿个神经元，人类对于环境的感知，对于未知事物的认知与神经元的“可塑性”息息相关，人脑通过对特定的人物或者感兴趣的知识进行“建模”，神经元形成相互连接的“神经网络”，并通过互联神经元的连接强度，即突触权值来储存知识。而所谓人工神经网络，就是将化简后人脑的神经元模型实现于电子计算机之上，从而得到类似于人脑的功能，使计算机可以通过“学习”从外界环境中获取知识。这使得国际象棋被征服后，代表人类智慧博弈的围棋也被机器征服。

在这以后，更为乐观的人们相信3年内，人工智能将取代很多行业，例如：新闻写作、翻译、财务等等都将由计算机取代人类完成准确高效的工作。人们可以享用人工智能带来的巨大便捷。如今，事实的确如AlphaGo成功之后一部分人的预测那般，仅过去五年，人工智能已经在各个领域取代原有的人类工作，这让很多人面临失业，也有更多人享受到5年前依然在小说里才能读到的科技。

今天，google公司为孩子制造的随行机器人，售价仅在600美元，可以回答他们任何想要了解的问题，复杂到最先进机器人的运算代码，精细到恐龙的每个细胞结构。孩子可以不去学校就学到我们小时候无法想象的知识，那简直是知识宝库，好像地球上所有的知识这个600美元的机器人都能知道，它可以帮助孩子纪录身体数据，发送给医生，常规的医疗检查再也不需要十年前那样取号排队，随行机器人都能完成简单的诊断，即时发送到社区医院，医生对诊断进行核对，社区医院的医生甚至不需要看病人，就能根据机器人纪录的数据进行开药或者要求来医院进行进一步治疗。社区医院医生如果不能完成诊断，数据将被发送到三甲医院，三甲医院门诊大厅再也不像过去那样人满为患，黄牛早已没了生计。一个600美元的随行机器人已经能帮助大大节省人类时间。

人类比十年前先进了几十倍。现在外面下着雨，机器人提示有一条我关注的信息更新——《机器人宣告有了疼痛感》。十年前，Kuehn和Sami Haddadin教授一起在瑞典首都斯德哥尔摩举办的IEEE机器人与自动化国际会议（IRA）上，展示了这个“人工机器人神经系统”项目。Sami Haddadin教授是世界上最著名的物理人机交互和安全专家之一。Kuehn和Sami Haddadin一起开发该项目，他表示，保护机器人免受损害的系统，也可以保护人类。我们知道，机器人的数量在不断增长，很多情况下，它们会和人类工人近距离工作，一些无法监测到的机器人设备损坏，可能会导致生产事故，并给人类工人安全带来威胁。Kuehn和Haddadin推断，如果我们人类的生物机制能够如此有效地感受、回应疼痛，为什么不设计一个能够模拟疼痛生物机制的仿生机器人控制器呢？这种控制器可以反射性地反应疼痛，继而在有潜在危险的交互中保护机器人。“人工机器人神经系统”，能够教机器人去感觉疼痛，同时为了避免对他们的电机、齿轮或是电子元件产生损坏，这些机器人需要对疼痛快速做出反应。

实际上，这种机器人反射控制器的想法并不是新概念。再往前五年，Torsten Kroeger和他在斯坦福大学及罗马大学的同事La Sapienza就一起开发了类似的控制器，帮助机器人手臂避免和人类发生碰撞。

而当时，这项避免碰撞的研究，主要是为了避免机器伤害到人类，对人类造成伤害。这种控制器和设计一个能够感觉疼痛、并对疼痛产生反应的人工智能机器人神经系统是完全不同的事情，它需要基于人类如何应对疼痛感。

疼痛感如何产生###

某一天，当你端起一个很热的杯子，它烫伤了你的手指，你觉得疼痛，接着你可能为此感到痛苦。为什么会觉得疼痛？

首先，高温激活了大量细微没有髓鞘化的神经纤维（这些纤维十分古老，自由分布在身体各处，用于传输体内状态信号，包括疼痛信号）；接着，高温毁灭了数千个皮肤细胞，而且这种毁灭在这个区域释放出大量化学物质；释放出来的化学物质（被称为P物质的肽和钾之类的离子）发出召唤，与修复组织有关的几种类型的白血球便向这个区域集中；有几种化学物质自行激活神经纤维，也加入进来，把它们的信号加在之前的信号上。

出现激活后的神经纤维，沿着适当通路传向脊髓，穿越几种神经元，和几种突触，产生一连串信号，一直进入到神经系统的最高层次：脑干、丘脑、甚至大脑皮层。这些被激活的神经元产生了一种与你的手烫伤有关的信号映射。有机体能够在损伤开始的几百毫秒之内将手撤离热源。但是，这更像是反射活动，是在我们身体内长期进化留下的自动反射让手退缩。受到损伤后组织产生的神经模式或全部神经模式是否和认识到你产生了这种疼痛是一件事？答案是否定的。认识到有痛觉还需要有其他某件事发生，这件事发生在与疼痛感受信号相应的神经模式在脑干、丘脑和大脑皮层恰当区域出现并且产生疼痛表象。简单的说，组织发生损伤，如果你没有办法产生对应的意识活动，你就无法感觉到疼痛。

损伤存在却没有疼痛感###

我无法忘记2016年8月外公过世时我对他身体反应的怀疑，从入院到死亡仅仅一周时间，外公180公分的身体发生严重衰退，原本还能自己洗衣服做饭，突然之间变得翻身都需要人帮忙。外公因为在家摔倒体重太大，家人无法扶起，通过120直接送至一家二级医院，入院时检查身体有多处烫伤，进行简单伤口处理后，便开始入院后全面身体检查。我在外公入院后两天前去探望。外公四肢有多处深紫色瘀斑，大腿、小腿，手臂多处水泡和破皮的伤口。医生询问外公是否疼痛，外公表示完全不疼。

妈妈说外公拿热水的时候不慎滑倒，导致入院，外公却没有半点感觉？早些年临床学习经验让我非常好奇这种疼痛感的消失，一日查房时，医生讲述了外公肝脏上方一个足矣压迫肝脏的肿瘤，然而，外公却多年来从未表示过肝脏有任何疼痛，那么多年来，难道一直以为80多岁身体健康的外公，实际上，并不如我们以为的那样健康？而后来之所以很快离去，难道也是因为没有发现他的症状导致延误治疗。我陷入回想，仍然一片空白，十多年来，甚至我从中学毕业后，就再也没有听到外公说过哪里疼，除了家人知道的“高血压，糖尿病。”

一个可怕的答案出现在我脑海，挥之不去，外公的痛觉消失了，他不能感觉到“疼痛”，没错，他已经十几年叫错我的名字，每天只做一件事，看电视从早看到晚；喝酒从早喝到晚，从来没有说过哪里不舒服，不是因为外公是个一辈子坚强的一家之主，而是，他的大脑出现了问题。

他的神经回路不能让他在身体痛苦发生时感受到疼痛。“疼痛”和“疼痛感”是可以分离的，这个疑问在阿尔梅达·利马（Almeida Lima）对长期忍受顽固性三叉神经痛的患者实施的前额叶手术中得到了完美解答。手术后几天，利马询问他正在打牌的病人疼痛情况时，病人看上去一反手术前苦不堪言的疼痛状态，抬起头愉快的告诉医生“还是那么痛，但是我感觉很好。”疼痛存在，但是显然，疼痛感消失了。

对疼痛最好的隐喻是这样说的：“当你修复破损的窗户时，在屋子前安排一名保镖。”疼痛毕竟不会导致人们避免其他的伤害，至少不是马上避免，而是相反，可以保护受到损伤的组织，帮助修复组织，避免伤口感染。疼痛显然在漫长进化中，保护人类免受更大的伤害。

机器人三大定律####

1942年，阿西莫夫首次提出机器人三定律：

一、机器人不得伤害人类，或因不作为使人类受到伤害。

二、除非违背第一定律，机器人必须服从人类的命令。

三、除非违背第一及第二定律，机器人必须保护自己。

如今，这条消息让我有些害怕，人类早在十几年前开始讨论人工智能对人类未来可能造成的伤害，事实上，让计算机发展出类似人类神经元和神经反射的研究相当艰难，人类以及类似物种于漫长进化中进化出来的机制，例如对情绪的感受，事实上这是计算机最难模拟的一个方面。至少十年前我曾想象“情绪”这种人类有而计算机无法体验的生存保护功能，或许会是未来人们于这场可能的战争中所拥有的一项宝藏。而如今，随行机器人的这条消息显示，拥有疼痛感觉的机器人首先要能确保自己不受伤害，以此更好的保护人类免受伤害。我突然感受到一种生物本性的疼痛反应，发生在胃和上腹部，这让我知道熬夜写作对肠胃的伤害非常不利于我的健康；疼痛让我对自己产生强烈保护欲望，它引导我接下来做一些为健康考虑的行为。

当我身边的随行机器人也有了生物性的情绪本能，而不是如脑损伤的病人那般只是知道，“疼痛在，却感觉不到。”那么当机器人遭受到疼痛威胁来自人类时，神经本能又要如何指导行为？或许乐观的假设是，疼痛感带来痛苦和恐惧让机器退缩......