假设你一觉醒来,发现自己变成了一只六条腿的昆虫。这可能是一次相当具有破坏性的经历,但是如果你坚持下去,你可能会想知道你的新身体能做什么,不能做什么。也许你会找到一面镜子。也许,用一点点时间,你也许能适应这种新的形状。
这个奇妙的概念与一些工程师想要用来制造更好的机器人的原理没有太大的不同。为了进行演示,一个小组创造了一个机器人,它可以通过实践了解自己的形态能做什么。
北卡罗莱纳州杜克大学的机器人专家陈袁波说:“这个想法是机器人需要自己照顾自己。” “为了做到这一点,我们希望机器人能够理解他们的身体。”
他们的机器人相对简单:一只手臂安装在桌子上,周围有一排五个摄像机。机器人可以接入摄像头,让它看到自己,就像在一个满是镜子的房间里一样。研究人员指导它执行触摸附近球体的基本任务。
通过神经网络,机器人拼凑出了一个模糊的模型,就像一个孩子在画一幅自画像。这也帮助人类观察者为机器的行动做准备。例如,如果机器人认为自己的手臂比实际短,它的操作人员可以阻止它不小心撞到旁观者。
就像婴儿扭动四肢一样,机器人开始了解自己动作的影响。如果它转动它的末端或前后移动,它就会知道是否会击中球体。经过大约3个小时的训练,机器人明白了它的材料外壳的特点,并可以轻松地接触那个球体。
佛蒙特大学(University of Vermont)的机器人专家约什·邦加德(Josh Bongard)说:“简单地说,这个机器人有一只内心的眼睛和内心的独白:它可以从外部看到自己是什么样子,它可以对自己执行的行动在现实中如何成功进行推理。”邦加德过去曾与这篇论文的作者合作,但他不是作者。
知道自己长什么样的机器人本身并不新鲜。大约在阿波罗登月期间,加利福尼亚的科学家们建造了 Shakey the Robot,这是一个四四方方的装置。
最近,研究人员尝试在虚拟现实中训练机器人。这些机器人在模拟中学习动作,并可以在太空中付诸实践。这听起来很优雅,但并不总是实用的。运行模拟程序并让机器人在其中学习需要大量的计算能力,就像许多其他形式的人工智能一样,经济上和环境上的成本都在增加。
另一方面,让机器人在现实生活中自学会打开更多的大门。它对计算的要求较低,并且与我们学习观察自己不断变化的身体的方式没有什么不同。“我们对自己的身体有一个连贯的理解,我们能做什么,不能做什么,一旦我们弄清楚这一点,我们每天都会继承和更新我们自己身体的能力,”陈袁波说。
机器人专家乐观地认为,引导该机器人的机器学习可以应用于具有更复杂系统的人。邦加德说,机器人用来学习的方法已经被证明可以很好地扩大规模——而且,有可能也适用于其他事情。
邦加德说:“如果你的机器人现在可以用很少的计算量来构建自己的模型,它就可以构建和使用许多其他事物的模型,比如其他机器人、自动驾驶汽车……或者伸手去拿你的开关的人。” “机器人如何处理这些信息当然取决于它们自己的思考。”
特别是对于利普森(论文作者之一)来说,制造一个能够理解自己身体的机器人不仅仅是未来制造更智能机器人的问题。他相信他的团队已经创造了一个能够理解自身身体的局限性和力量的机器人。
我们可能会认为自我意识能够思考它的存在。但是如果你最近接触过婴儿,你可能会知道,还有其他形式的自我意识。
“对我来说,”利普森说,“这是迈向感知机器人的第一步。”
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