工程師們制造具有基本自我意識的(de)機器人(rén)手臂

研究人(rén)員(yuán)爲機器人(rén)手臂提供了(le)一種基本的(de)自我意識，以幫助它适應新的(de)環境    Columbia Engineering

盡管機器人(rén)越來(lái)越聰明(míng)，但将它們與人(rén)類區(qū)分(fēn)開來(lái)的(de)一個(gè)關鍵因素是自我意識。關于自我意識究竟意味著(zhe)什(shén)麽、機器人(rén)是否能夠實現這(zhè)一點，以及它可(kě)能帶來(lái)的(de)倫理(lǐ)影(yǐng)響，争論激烈。現在，哥(gē)倫比亞工程學院（Columbia Engineering）的(de)研究人(rén)員(yuán)已經完成了(le)這(zhè)項工作，給了(le)機器人(rén)手臂某種形式的(de)自我意識——至少在基本意義上是如此——這(zhè)使它能夠更好地适應不斷變化(huà)的(de)條件。

大(dà)多(duō)數機器人(rén)都是爲特定的(de)工作而設計的(de)，爲了(le)讓它們以最佳狀态完成任務，人(rén)類用(yòng)“自我模拟”對(duì)它們進行編程，從本質上告訴它們足夠多(duō)關于自己的(de)信息，以了(le)解它們可(kě)能做(zuò)什(shén)麽動作，以及何時(shí)應該做(zuò)這(zhè)些動作。這(zhè)種“狹義人(rén)工智能”在機器人(rén)設計的(de)環境下(xià)運行良好，但如果環境發生變化(huà)或機器人(rén)受損，它不一定知道如何适應。

另一方面，人(rén)類一生都在發展和(hé)适應自己的(de)自我形象。一般來(lái)說，你知道你的(de)身體能做(zuò)什(shén)麽——例如，你知道你的(de)肘部向一個(gè)方向彎曲，你知道允許你做(zuò)的(de)動作範圍。如果這(zhè)些能力因受傷或正常衰老而改變，你的(de)大(dà)腦(nǎo)也(yě)不難調整。

哥(gē)倫比亞大(dà)學的(de)研究人(rén)員(yuán)想讓機器人(rén)有這(zhè)種自我意識。他(tā)們從一個(gè)有四個(gè)自由度的(de)關節式機器人(rén)手臂開始，他(tā)們沒有給它一個(gè)預先形成的(de)自我模型，而是讓它使用(yòng)深度學習(xí)技術構建自己的(de)模型。


起初，機器人(rén)不知道它是什(shén)麽形狀，所以它随機移動，收集關于它能做(zuò)什(shén)麽和(hé)不能做(zuò)什(shén)麽的(de)數據，并據此建立一個(gè)自我模型   Columbia Engineering

一開始，機器人(rén)完全不知道它是什(shén)麽形狀，随機地揮舞著(zhe)。但這(zhè)些随機運動是重要的(de)第一步，它可(kě)以收集大(dà)約1000條軌迹，每條軌迹包含100個(gè)點。從那時(shí)起，機器人(rén)能夠利用(yòng)深度學習(xí)建立自己的(de)模型，并在探索過程中重新調整模型。該團隊表示，第一個(gè)自我模型離實際機器人(rén)很遠(yuǎn)，但經過大(dà)約35個(gè)小時(shí)的(de)訓練後，精确到距離實際機器人(rén)4厘米（1.6英寸）以内。

爲了(le)測試它的(de)學習(xí)能力，團隊随後讓機器人(rén)手臂執行一項基本的(de)拾取和(hé)放置任務，使用(yòng)其新形成的(de)自我模型作爲指導。通(tōng)過讓機器人(rén)在每一步中重新校準自己的(de)位置，它能夠撿起一組物(wù)體并将它們放入容器中，成功率爲100%。當團隊将其改爲完全依賴于自身模型，而不依賴外部反饋時(shí)，其成功率降至44%。這(zhè)聽(tīng)起來(lái)不太好，但該團隊表示，這(zhè)仍然令人(rén)印象深刻，将其與閉著(zhe)眼睛做(zuò)這(zhè)項工作的(de)人(rén)相比。

下(xià)一步是測試機器人(rén)适應新環境的(de)能力。研究人(rén)員(yuán)3D打印并安裝了(le)一個(gè)改變手臂形狀的(de)新零件。果不其然，機器人(rén)沒過多(duō)久就意識到自己的(de)模型已經過時(shí)，并且能夠自我更新并繼續工作。


作爲測試的(de)一部分(fēn)，3D團隊打印了(le)一個(gè)新零件（粉色），該零件改變了(le)手臂的(de)形狀，它能夠調整自身的(de)内部模型并重新開始工作     Columbia Engineering

雖然這(zhè)與人(rén)類和(hé)其他(tā)動物(wù)的(de)能力相差甚遠(yuǎn)，但研究人(rén)員(yuán)表示，這(zhè)可(kě)能與人(rén)類嬰兒(ér)學習(xí)早期運動技能的(de)方式相似。畢竟，嬰兒(ér)仍在發展自我意識，而這(zhè)些随意的(de)踢腿和(hé)抽搐讓他(tā)們明(míng)白自己的(de)身體是如何工作的(de)。

這(zhè)項研究的(de)合著者霍德·利普森說：“這(zhè)可(kě)能是新生兒(ér)在嬰兒(ér)床上學習(xí)的(de)過程。”。“我們推測，這(zhè)一優勢可(kě)能也(yě)是人(rén)類自我意識的(de)進化(huà)起源。雖然我們的(de)機器人(rén)想象自身的(de)能力與人(rén)類相比仍然很粗糙，但我們相信這(zhè)種能力正在走向機器自我意識。”

盡管有自我意識的(de)機器人(rén)可(kě)能很有用(yòng)，但它們确實提出了(le)新的(de)擔憂和(hé)新的(de)問題。當事情失控時(shí)，我們如何控制它們？什(shén)麽時(shí)候可(kě)以稱之爲有意識？如果他(tā)們達到這(zhè)個(gè)水(shuǐ)平，我們需要給這(zhè)些人(rén)什(shén)麽權利？

利普頓說：“自我意識将導緻更具彈性和(hé)适應性的(de)系統，但也(yě)意味著(zhe)失去一些控制。”。“這(zhè)是一項強大(dà)的(de)技術，但應小心處理(lǐ)。”

資料來(lái)源：Columbia Engineering