擁有自我意識、自我模擬的粒子機器人來了!

科幻電影《Her》里講述這樣一個故事:2025年,孤獨內向的男主在離婚后遇到一款人工智能操作系統OS1,“她”可通過和人類對話,不斷學習和豐富自己的意識和感情,進化的速度令人驚訝。

2025年很快就來臨,在現實世界中像電影擁有意識和感情,能自主學習、進化的機器人還未存在。

雖然全球人工智能應用很多,但在很長時間里,這些機器僅是一個工具或者玩具。有一個人將這狀況給打破:哥倫比亞大學教授、機器人研究權威專家Hod Lipson和團隊研發出有自我建模的仿生群體“粒子機器人”。

據介紹,粒子機器人由許多單獨的圓盤狀單元組成,這些單元便是“粒子”。單個粒子呈圓盤狀,內置電池、通信模塊、小電機,以及獨特設計的機械結構,其直徑在收縮狀態下,約為15厘米;擴張狀態下,約為23厘米。
單個粒子不能獨立移動,但如果把三個粒子放在一起,粒子在接受指令伸縮時,就會一起完成直線行走等行為,而更多的粒子可完成更復雜的事情。
這些“成精”的粒子可組成機器人,在光線的引導下,四處移動、運送物體,以及躲避障礙物。這背后的創新原理、未來粒子機器人的發展是如何呢?
11月3日,Hod Lipson來到2019騰訊科學WE大會上,為我們揭秘粒子機器人背后的黑科技。
 

擺脫程序員,機器人自我模擬
 
曾經人工智能的研究之路并不容易:曾經讓機器在納秒時間里判斷一張圖像是貓還是狗,這件看起來簡單的事足以讓專家們研究10多年。

但現在隨著AI技術的發展,我們已研究出無人駕駛,機器人可玩后空翻,甚至完成畫畫等創意性的事。在這樣的基礎下,Hod Lipson開始探索研究具有自主意識的機器人。什么是意識?Hod Lipson喜歡用這定義來解釋:能夠把自己模擬到未來情景當中的能力。

也就是你能在多大程度上想象、預測自己在未來會有怎樣的感覺;采取怎樣的行動;有怎樣的經歷和體驗。例如人在跨過地上水潭時,會第一步腳該放在哪,第二步腳落在哪等,然后繼續模擬后面的決定和動作。Hod Lipson也期待機器人做到這樣。因為近期幾乎所有機器人學的成果,都是通過模擬進行學習的。

但這些模擬的前提是由工程師創造出來的,由工程師編寫程序決定的。“我們一直試圖從根本上思考改善機器人技術的方法,希望讓這些機器人不僅只是看起來像一個生物體,實際也能像生物系統一樣運行,功能更復雜強大,但仍是由最基本的部分組成。”Hod說。從這個思路出發,Hod Lipson團隊在幾年前做了一個機器人,這個機器人是瞎的,它只能感受自己,看不到世界,它試圖自我模擬、自我建模。

它一開始不知道自己是蛇,還是蜘蛛、樹、胳膊,但是過了一段時間后,它通過“大腦”學習,形成自我認知,可以感受到自己有四條腿。隨著人工智能的發展,Hod Lipson團隊又研發出有電機的機械臂,工程師沒有設置機器人任何的信息,一開始機器人像嬰兒躺在床上,到處甩動,大概過了一天,它開始有自己形象去完成一些簡單的任務。

Hod Lipson表示,創建這個自我形象特別不容易,因為它不是在物理現實中學習,而是在自己的想象中學習,這是有區別的。將有自我模型和沒有自我模型的兩個機器人放在一起,對于同樣的數據,能夠對自我建模的機器學的快得多,而沒有自我建模的機器人要慢1000多倍。“這個差距,就是自我意識的革命。”Hod Lipson表示。

異想天開?竟讓機器人模擬機器人!

除了讓機器人自我模仿,Hod Lipson團隊還從“人會模仿其他人”這現實出發,讓機器人之間互相模仿!因為如果機器人能夠模擬其它人或者機器人,那機器人之間也會有社會行為。

還能像人一樣有修復、生長的功能,如果機器某個零件壞了,機器自己可進行結構修復。

如此一來,當一個機器人壞了,就不需簡單地把它“埋”了。而是像生物學里,其它的機器可以用“死機器人”的粒子來做更好的機器人。Hod Lipson表示,一個真正的粒子機器人會有成千上百個粒子組成,即使其中20%的粒子壞掉,機器人仍然可以繼續運作。
 

 

自主意識機器人技術是雙刃刀嗎?

看了上述擁有自我意識、會模擬他人的機器人,可能會有人難免擔憂,這項技術如果用在不正當的事上,是否會給人們帶來危害?對于這個問題,Hod Lipson用火來作比喻:火很危險也很強大,但人類沒有希望自己從未發現火,因為有了火之后,使得我們能做很多之前做不到的、不可思議的事情。

他在這個問題上持樂觀態度,認為自主意識機器人帶來的好處將會遠遠超過它的風險。“因為現在社會上已有很多機器,數量會越來越多,也會越來越復雜,總有一天人類將無法直接照顧這么多機器人,我們要想辦法讓機器人自己來照顧自己。”

談及未來研究方向,Hod Lipson表示,他們正努力把粒子機器人做得更小。他們希望機器人能夠模擬成百上千個細胞一起運作的狀況。但目前現在只實現幾十個細胞的運行。

在未來,他希望有一天能夠達到數百萬、上千萬的細胞一起組成的粒子機器人來運作,就像人類的身體一樣,有數十億、上百億的細胞,它們共同形成了人類。

如果要完成這樣的目標,便需要納米技術,或者說至少是微米技術。Hod Lipson坦言,在粒子機器人的部件足夠小之前,是不可能有實用場景的,因為在大的規模上沒有辦法實現細胞之間永續的更新。Hod Lipson相信會在他的有生之年能達到微米。

作者 | 伍杏玲
來源 | CSDN

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