極客網·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鍵因素。當人們打球時，大腦就在不斷為運動做準備，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，首次從零開始學習自己身體的模型。
研究人員在最近發(fā)表在《科學機器人》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習全身形態(tài)，以適應多種運動規(guī)劃和控制任務
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。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。它的內部深度神經網絡已經完成了其運動動作與在環(huán)境空間之間的關系。
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網絡，因為是它一個黑盒?！彼硎?，在研究人員采用各種可視化技術之后，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?！彼赋?，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，并進行補償或尋求幫助。
領導這項研究的杜克大學助理教授、該研究報告的第一作者Boyuan Chen解釋說，“我們人類顯然有自我概念。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，并且具有進化優(yōu)勢?！?nbsp;
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的限制、風險和爭議。Lipson也承認，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慎地前進，這樣才能在將風險降至最低的同時獲得收益。
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