一个无法阻止的机器人

机器人被赋予了“模拟童年”,这样它们在执行任务时就会变得“坚不可摧”。
2015年6月2日

采访

杰夫·克伦教授,怀俄明大学

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能像动物一样适应环境的机器人

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机器人开始在我们的生活中扮演重要角色。他们可以冒险进入能像动物一样适应环境的机器人对人类来说太危险或毒性太大的地方,无法进行搜索和恢复、化学清理或灭火。但是,目前,机器人天生就受限于处理问题的能力较差。现在,这种情况可能即将改变,这要归功于美国和法国研究人员的一项突破,他们开发出了一种革命性的编程算法,可以让机器人“像我们一样学习”。杰夫·克伦是团队成员之一,他和克里斯·史密斯谈过……

杰夫:所以,机器人最终将为社会带来巨大的利益,特别是如果我们能让它们做一些对人类来说太危险的工作,比如扑灭森林大火或在地震后寻找幸存者。但是如果它们被损坏了,在它们还能继续工作之前,它们是不会很有用的。所以,我们在这项工作中想要做的是让机器人能够坚持下去,继续做我们要求它们做的事情,即使它们受到了伤害。所以,这需要我们发明一些创造性的人工智能技术。

克里斯:为什么现在还不能让机器人做这件事呢?

杰夫:要么你可以提前给机器人编程,让它执行一系列特定的动作,但当它受到损伤时,程序就失效了,要么你可以试着让机器人自己学习如何适应损伤,但之前的技术已经搜索了整个可能的行为空间,在我们的情况下,这比地球上的分子还要多。所以,我们需要的是一种智能的方式来快速适应你所做的,或者你的狗所做的,当你受伤的时候,而不是花几个小时,几天或几年的时间来筛选可能性。

我们的方法非常不同。我们为机器人提供了一个模拟的童年,在那里他们可以在一个类似电脑的虚拟世界里玩耍,学习他们身体工作的所有不同方式以及如何表现。当它们受到伤害时,它们就会利用童年时期获得的直觉来找出一种行为,尽管受到了伤害,但它仍然很有效。举个例子,当你还是个孩子的时候,你可能学会了他们如何用脚尖走路,或者只用脚跟走路,或者在地板上爬行。如果你突然发现自己在森林里脚后跟有伤,你会说:“好吧。我就踮起脚尖跳起来。我知道怎么走,因为我以前练过,这让我可以继续我的徒步旅行,或者走出森林,回到医院。”

Chris -那么,算法是如何知道在哪种情况下应用哪种解决方案的?它是如何快速找到解决方案的?因为它会有一个巨大的信息数据库,比如“我可以踮起脚尖走路。我会倒立”?它怎么知道什么时候应用哪一个呢?

杰夫:对。所以它实际上很像一个科学家。它根据自己的经验对哪些行为会起作用有一些预测,但它还不知道哪些行为会起作用,因为它有了这个新的受损的身体。所以,它做了一个实验,尝试了一些东西,它从实验中得到数据,然后它更新它的预测,关于它认为什么是有效的。所以,如果它刚刚尝试的东西根本不起作用,而且它刚刚尝试的东西主要依赖于前三条腿,它就会说,“好吧,我要排除所有的行走行为。让我试试完全不同的东西,也许是只使用后三条腿的东西。”它尝试了一下,也许那行不通,所以它尝试了一些只使用前右和后左的东西。它说:“哦!这样做很好,就可以开始比赛了。”

Chris -当你说你在为这些机器人提供一个模拟的童年时,你是怎么做到的?

杰夫:那么,我们在虚拟世界里复制一个机器人。基本上,你可以想象你自己或这个机器人的电子游戏化身。然后我们鼓励机器人在这个虚拟世界里玩耍,试着找到最好的行为方式。所以,我们可能会说,“试着找到只用这三条腿走路,或者只用那三条腿走路,或者不用右腿走路的最快方式。”一个有趣的故事是,我们挑战它,让它试着在走路的时候不让你的脚触地,当然,我们认为它做不到。但它很有创意,让我们很惊讶,实际上,它从背后翻了个身,用肘部快速爬行,脚一点也没有着地。

克里斯:天哪!这才是真正的智慧,不是吗?

杰夫:这当然是人工智能的一种形式。我们发现它非常有创意,非常令人惊讶,而且经常能想出你做梦都想不到的解决方案。

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