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拥有自我意识、自我模拟的粒子机器人来了!

CSDN APP CSDN 2019-11-27
作者 | 伍杏玲
出品 | CSDN(ID:CSDNnews)
科幻电影《Her》里讲述这样一个故事:2025年,孤独内向的男主在离婚后遇到一款人工智能操作系统OS1,“她”可通过和人类对话,不断学习和丰富自己的意识和感情,进化的速度令人惊讶。
2025年很快就来临,在现实世界中像电影拥有意识和感情,能自主学习、进化的机器人还未存在。
虽然全球人工智能应用很多,但在很长时间里,这些机器仅是一个工具或者玩具。
有一个人将这状况给打破:哥伦比亚大学教授、机器人研究权威专家Hod Lipson和团队研发出有自我建模的仿生群体“粒子机器人”。
据介绍,粒子机器人由许多单独的圆盘状单元组成,这些单元便是“粒子”。单个粒子呈圆盘状,内置电池、通信模块、小电机,以及独特设计的机械结构,其直径在收缩状态下,约为15厘米;扩张状态下,约为23厘米。
单个粒子不能独立移动,但如果把三个粒子放在一起,粒子在接受指令伸缩时,就会一起完成直线行走等行为,而更多的粒子可完成更复杂的事情。
这些“成精”的粒子可组成机器人,在光线的引导下,四处移动、运送物体,以及躲避障碍物。
这背后的创新原理、未来粒子机器人的发展是如何呢?11月3日,Hod Lipson来到2019腾讯科学WE大会上,为我们揭秘粒子机器人背后的黑科技。


 

摆脱程序员,机器人自我模拟
 

曾经人工智能的研究之路并不容易:曾经让机器在纳秒时间里判断一张图像是猫还是狗,这件看起来简单的事足以让专家们研究10多年。
但现在随着AI技术的发展,我们已研究出无人驾驶,机器人可玩后空翻,甚至完成画画等创意性的事。
在这样的基础下,Hod Lipson开始探索研究具有自主意识的机器人。
什么是意识?
Hod Lipson喜欢用这定义来解释:能够把自己模拟到未来情景当中的能力。也就是你能在多大程度上想象、预测自己在未来会有怎样的感觉;采取怎样的行动;有怎样的经历和体验。
例如人在跨过地上水潭时,会第一步脚该放在哪,第二步脚落在哪等,然后继续模拟后面的决定和动作。
Hod Lipson也期待机器人做到这样。因为近期几乎所有机器人学的成果,都是通过模拟进行学习的。但这些模拟的前提是由工程师创造出来的,由工程师编写程序决定的。
“我们一直试图从根本上思考改善机器人技术的方法,希望让这些机器人不仅只是看起来像一个生物体,实际也能像生物系统一样运行,功能更复杂强大,但仍是由最基本的部分组成。”Hod说。
从这个思路出发,Hod Lipson团队在几年前做了一个机器人,这个机器人是瞎的,它只能感受自己,看不到世界,它试图自我模拟、自我建模。它一开始不知道自己是蛇,还是蜘蛛、树、胳膊,但是过了一段时间后,它通过“大脑”学习,形成自我认知,可以感受到自己有四条腿。
随着人工智能的发展,Hod Lipson团队又研发出有电机的机械臂,工程师没有设置机器人任何的信息,一开始机器人像婴儿躺在床上,到处甩动,大概过了一天,它开始有自己形象去完成一些简单的任务。
Hod Lipson表示,创建这个自我形象特别不容易,因为它不是在物理现实中学习,而是在自己的想象中学习,这是有区别的。
将有自我模型和没有自我模型的两个机器人放在一起,对于同样的数据,能够对自我建模的机器学的快得多,而没有自我建模的机器人要慢1000多倍。“这个差距,就是自我意识的革命。”Hod Lipson表示。

异想天开?竟让机器人模拟机器人!

 

除了让机器人自我模仿,Hod Lipson团队还从“人会模仿其他人”这现实出发,让机器人之间互相模仿!
因为如果机器人能够模拟其它人或者机器人,那机器人之间也会有社会行为。还能像人一样有修复、生长的功能,如果机器某个零件坏了,机器自己可进行结构修复。
如此一来,当一个机器人坏了,就不需简单地把它“埋”了。而是像生物学里,其它的机器可以用“死机器人”的粒子来做更好的机器人。
Hod Lipson表示,一个真正的粒子机器人会有成千上百个粒子组成,即使其中20%的粒子坏掉,机器人仍然可以继续运作。

 

自主意识机器人技术是双刃刀吗?

 
看了上述拥有自我意识、会模拟他人的机器人,可能会有人难免担忧,这项技术如果用在不正当的事上,是否会给人们带来危害?
对于这个问题,Hod Lipson用火来作比喻:火很危险也很强大,但人类没有希望自己从未发现火,因为有了火之后,使得我们能做很多之前做不到的、不可思议的事情。
他在这个问题上持乐观态度,认为自主意识机器人带来的好处将会远远超过它的风险。“因为现在社会上已有很多机器,数量会越来越多,也会越来越复杂,总有一天人类将无法直接照顾这么多机器人,我们要想办法让机器人自己来照顾自己。
谈及未来研究方向,Hod  Lipson表示,他们正努力把粒子机器人做得更小。他们希望机器人能够模拟成百上千个细胞一起运作的状况。但目前现在只实现几十个细胞的运行。
在未来,他希望有一天能够达到数百万、上千万的细胞一起组成的粒子机器人来运作,就像人类的身体一样,有数十亿、上百亿的细胞,它们共同形成了人类。
如果要完成这样的目标,便需要纳米技术,或者说至少是微米技术。Hod Lipson坦言,在粒子机器人的部件足够小之前,是不可能有实用场景的,因为在大的规模上没有办法实现细胞之间永续的更新。Hod Lipson相信会在他的有生之年能达到微米

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