I den populära fantasin, robotar har alternativt framställts som vänliga följeslagare eller existentiellt hot. Men medan robotar blir vanliga i många branscher, de är varken C-3PO eller Terminator. Cambridge -forskare studerar samspelet mellan robotar och människor - och lär dem hur man gör de mycket svåra saker som vi tycker är enkla.

Staplar av vertikala hyllor väver runt varandra i vad som ser ut som en invecklad koreograferad - om än visserligen inelegant - balett. Det har utförts sedan 2014 i Amazons grottlager när robotar bär hyllor, varje väger mer än 1, 000 kg, på ryggen. Robotarna skär ner på tid och mänskliga misstag, men de har fortfarande saker att lära sig.

När en order är mottagen, en robot går till hyllan där den beställda varan lagras. Den tar upp hyllan och tar den till ett område där föremålet tas bort och läggs i en plastbehållare, redo att packa och skicka till kunden. Det kan låta kontraintuitivt, men den svåraste delen av denna sekvens är att ta föremålet från hyllan och lägga det i plastbehållaren.

För Dr Fumiya Iida, detta är ett typiskt exempel på vad han och andra robotister kallar ett "sista meter" -problem. "En beställning från Amazon kan vara allt från en kudde, till en bok, till en hatt, till en cykel, "säger han." För en människa, Det är i allmänhet lätt att plocka upp ett föremål utan att tappa eller krossa det - vi vet instinktivt hur mycket kraft vi ska använda. Men det här är verkligen svårt för en robot. "

På 1980 -talet, en grupp forskare gav denna typ av problem ett annat namn - Moravecs paradox - som i huvudsak säger att saker som är lätta för människor är svåra för robotar, och vice versa. "Roboter kan gå hela vägen till Mars, men de kan inte hämta matvarorna, säger Iida.

Ett av målen med Iidas laboratorium i Cambridge Department of Engineering är att hitta effektiva lösningar på olika typer av sista mätarproblem. Ett exempel är Amazon 'Picking Challenge', en årlig tävling där universitets robotlag från hela världen försöker designa robotar som kan hantera problemet med att lägga en bok i en plastbehållare. Iidas team arbetar också med British Airways, som har ett sista meter problem med bagagehantering:en process som är nästan helt automatiserad, förutom punkten när resväskor i många olika former, storlekar och vikter måste sättas på ett flygplan.

Och de senaste två somrarna, de har arbetat med frukt- och grönsaksgruppen G's Growers för att designa robotar som kan skörda sallad utan att krossa dem.

"Den sista mätaren är ett riktigt intressant problem, "Iida säger." Det är frontlinjen inom robotik eftersom så många saker vi gör i våra liv är sista meterproblem, och den sista mätaren är hindret för att robotar verkligen kan hjälpa mänskligheten. "

Även om tanken på att ha en robot för att laga middag eller utföra andra grundläggande dagliga uppgifter kan låta attraktiv, sådana inhemska tillämpningar är fortfarande ett sätt att bli verklighet. "Robotar blir en del av vårt samhälle i de områden där de behövs som mest - områden som jordbruk, medicin, säkerhet och logistik - men de kan inte gå överallt direkt, "förklarar Iida.

Om, som Iida säger, robotrevolutionen sker redan, hur kommer vi som människor att interagera med dem när de blir en mer synlig del av vår vardag? Och hur kommer de att interagera med oss? Dr Hatice Gunes från Cambridge Department of Computer Science and Technology, med finansiering från Engineering and Physical Sciences Research Council, har just avslutat ett treårigt projekt om interaktion mellan människa och robot, sammanföra aspekter av datorsyn, maskininlärning, offentligt engagemang, prestanda och psykologi.

"Robotar är inte känsliga för känslor eller personlighet, men personlighet är limet när det gäller hur vi beter oss och interagerar med varandra, "säger hon." Så hur förbättrar vi hur robotar och människor förstår varandra i en social miljö? "Detta är ett annat exempel på Moravecs paradox:för de flesta individer, kunna läsa och svara på andras fysiska signaler, och anpassa sig därefter är en andra natur. För robotar, dock, det är en utmaning.

Gunes projekt fokuserade på artificiell emotionell intelligens:robotar som inte bara uttrycker känslor utan också läser ledtrådar och svarar på lämpligt sätt. Hennes team utvecklade datorsynstekniker för att hjälpa robotar att känna igen olika känslomässiga uttryck, mikrouttryck och mänskliga personligheter; och programmerade en robot som kunde antingen introvert eller extrovert.

"Vi fann att interaktion mellan människa och robot är personlighetsberoende på båda sidor, "säger Gunes." En robot som kan anpassa sig till en människas personlighet är mer engagerande, men hur människor interagerar med robotar påverkas också starkt av situationen, robotens fysikalitet och uppgiften. När människor interagerar med varandra, det är ofta på ett uppgiftsbaserat sätt, och olika uppgifter tar fram olika aspekter av våra personligheter, oavsett om de slutför den här uppgiften med en annan person eller med en robot. "Det var inte bara robotarna som tyckte att vissa av interaktionerna var svåra:många av Gunes mänskliga personer fann att nyheten att prata med en robot offentligt påverkade deras förmåga att lyssna och följa anvisningarna.

"För mig, det var mer intressant att observera människorna än att visa vad vi gör, mest för att människor inte riktigt förstår dessa robotars förmågor, "säger hon." Men i takt med att robotar blir mer tillgängliga, förhoppningsvis, de kommer att bli avmystifierade. "Gunes siktar nu på att fokusera på robotarnas potential och virtual reality -teknik för välbefinnande, som coachning, kognitiv träning och äldreomsorg.

När robotar blir mer vanliga, i våra liv, etiska överväganden blir viktigare. I hans labb, Iida har en robot 'uppfinnare', men om roboten hittar på något av värde, vem äger immateriella rättigheter? "Just nu, lagen säger att den tillhör människan som programmerade roboten, men det är ett svar på en lagstiftningsfråga, "säger Iida." De etiska frågorna är lite grumligare. "

Dock, filosofen professor Huw Price, från Leverhulme Center for the Future of Intelligence, tror att det kommer att dröja länge innan vi behöver tänka på att ge robotar rättigheter.

"Tänk på en hundälskares version av skillnaden mellan hundar och katter, "säger han." Hundar känner glädje och smärta, liksom kärlek, skam och andra känslor. Katter är bra på att fejka dessa saker, men inuti är de bara tanklösa mördare. På detta spektrum, robotar kommer att vara långt ut i kattänden (förutom dödsbiten, förhoppningsvis) under överskådlig framtid. De kan vara bra på att förfalska känslor, men de kommer att ha samma inre liv som en nalle eller en brödrost.

"Så småningom kan vi bygga robotar, nallar och till och med brödrostar som har ett inre liv, och då blir det en annan sak. Men för tillfället, de etiska utmaningarna innefattar maskiner som kommer att vara bra på att bete sig på sätt som vi människor tolkar som tecken på känslor, och bra på att läsa våra känslor. Dessa maskiner väcker viktiga etiska frågor - som om vi ska använda dem som vårdare för människor som inte kan säga att de bara är maskiner, som spädbarn och demenspatienter - men vi behöver inte oroa oss för deras rättigheter. "

"En annan intressant fråga är om en robot kan lära sig att vara etisk, "säger Iida." Det är mycket intressant vetenskapligt eftersom det leder till medvetandets natur. Robotar kommer att bli en större och större del av våra liv, så vi måste alla tänka på dessa frågor. "