極客網(wǎng)·人工智能8月24日 眾所周知，人類對自己身體的感知并不總是正確或現(xiàn)實的，但這種感知是人們在社會中行為方式的一個關(guān)鍵因素。當(dāng)人們打球時，大腦就在不斷為運動做準(zhǔn)備，這樣就可以移動身體而避免碰撞、絆倒或跌倒。
人類在嬰兒時期就發(fā)展了自己的人體模型，機器人也開始這樣做。哥倫比亞工程公司的一個團隊日前透露，他們已經(jīng)開發(fā)出一種機器人，這種機器人可以在沒有人類幫助的情況下，首次從零開始學(xué)習(xí)自己身體的模型。
研究人員在最近發(fā)表在《科學(xué)機器人》雜志上的一篇論文中解釋了他們的機器人如何建立自己的運動學(xué)模型，以及如何利用這一模型在一系列場景中規(guī)劃運動、實現(xiàn)目標(biāo)和避免障礙，甚至對其身體的傷害也會被自動檢測和糾正。
機器人可以通過視覺自我建模學(xué)習(xí)全身形態(tài)，以適應(yīng)多種運動規(guī)劃和控制任務(wù)
機器人探索自己，就像嬰兒在鏡子里看著自己一樣
研究人員將一只機械臂放置在由五個流媒體攝像機組成的圓圈內(nèi)。機器人通過攝像頭觀察自己，并自由地擺動。就像嬰兒第一次在鏡子里探索自己一樣，機器人擺動和扭曲以了解它的身體是如何響應(yīng)各種運動指令而移動的。大約三個小時之后，這臺機器人停了下來。它的內(nèi)部深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了其運動動作與在環(huán)境空間之間的關(guān)系。
哥倫比亞工程公司的機械工程教授兼哥倫比亞創(chuàng)意機器實驗室主任Hod Lipson說，“我們真的很想知道機器人是如何想象自己的，但是我們不能只是窺探神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，因為是它一個黑盒?！彼硎荆谘芯咳藛T采用各種可視化技術(shù)之后，自我形象逐漸浮現(xiàn)。
Lipson說，“這像將一朵輕輕閃爍的云，似乎吞沒了機器人的身體，而隨著機器人的移動，閃爍的云朵輕輕地跟著它移動。”他指出，他們開發(fā)的這種機器人的自我模型精確到其工作空間的1%左右。
自建模機器人將產(chǎn)生更加自力更生的自主系統(tǒng)
機器人在沒有工程師協(xié)助的情況下進(jìn)行自我建模的能力很重要，其原因有很多：不僅可以節(jié)省勞動力，還可以讓機器人了解自身的磨損，甚至可以檢測和補償損壞。研究人員認(rèn)為，這種能力很重要，因為需要自主系統(tǒng)更加自力更生。例如，工廠機器人可以檢測到某些東西沒有正確移動，并進(jìn)行補償或?qū)で髱椭?nbsp;
領(lǐng)導(dǎo)這項研究的杜克大學(xué)助理教授、該研究報告的第一作者Boyuan Chen解釋說，“我們?nèi)祟愶@然有自我概念。如果閉上你的眼睛，試著想象采取一些行動，例如向前伸展手臂或向后退一步，你自己的身體將會如何移動。在我們大腦的某個地方有一個自我的概念，有一個自我模型，它告訴我們所處的周圍環(huán)境的體積，以及當(dāng)我們移動時這個體積是如何變化的?！?nbsp;
機器人自我意識形成的一部分？
這項工作是Lipson數(shù)十年來尋求賦予機器人某種形式自我意識的方法的一部分。他解釋說，“自我建模是一種原始的自我意識形式，如果機器人、動物或人類擁有準(zhǔn)確的自我模型，那么就能更好地發(fā)揮作用，做出更好的決策，并且具有進(jìn)化優(yōu)勢。”
研究人員也意識到圍繞通過自我意識授予機器更大自主權(quán)的限制、風(fēng)險和爭議。Lipson也承認(rèn)，這項研究中展示的這種自我意識與人類相比微不足道，但必須從某個地方開始。研究工作必須緩慢而謹(jǐn)慎地前進(jìn)，這樣才能在將風(fēng)險降至最低的同時獲得收益。
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