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人類在嬰兒時期就發(fā)展了我們的身體模型，而機(jī)器人也開始做同樣的事情。Columbia Engineering的一個團(tuán)隊(duì)日前透露，他們已經(jīng)開發(fā)出一種機(jī)器人，第一次可以從頭開始學(xué)習(xí)整個身體的模型而無需任何人類的幫助。研究人員在最近發(fā)表在《Science Robotics》上的一篇論文中解釋了他們的機(jī)器人是如何為自己建立一個運(yùn)動學(xué)模型的以及它是如何利用這個模型來計(jì)劃運(yùn)動、完成目標(biāo)并在一系列情況下避免障礙物--甚至對其身體的損害也能自動檢測和糾正。

這個機(jī)器人像嬰兒在鏡子中探索自己一樣觀察自己

研究人員將一個機(jī)器人手臂放在一個由五個流媒體視頻攝像機(jī)組成的圓圈內(nèi)。機(jī)器人在自由起伏時通過攝像機(jī)觀察自己。就像一個嬰兒在鏡子大廳里第一次探索自己一樣，機(jī)器人扭動和扭曲以了解它的身體是如何響應(yīng)各種運(yùn)動指令而移動的。大約三小時后，機(jī)器人停了下來。它的內(nèi)部深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)完成了對機(jī)器人的運(yùn)動動作和它在環(huán)境中占據(jù)的體積之間關(guān)系的學(xué)習(xí)。

“我們真的很好奇，想看看機(jī)器人是如何想象自己的，”機(jī)械工程教授兼哥倫比亞大學(xué)創(chuàng)意機(jī)器實(shí)驗(yàn)室主任Hod Lipson說道，“但你不能只是偷看一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，它是一個黑盒子?！痹谘芯咳藛T掙扎于各種可視化技術(shù)之后，自我形象逐漸出現(xiàn)了?！八且环N輕輕閃爍的云，似乎要吞噬機(jī)器人的三維身體。隨著機(jī)器人的移動，閃爍的云彩輕輕地跟著它。機(jī)器人的自我模型精確到其工作空間的大約1%，”Lipson說道。

自我建模的機(jī)器人將帶來更多自力更生的自主系統(tǒng)

機(jī)器人在沒有工程師協(xié)助的情況下進(jìn)行自我建模的能力是非常重要的，原因很多。它不僅能節(jié)省勞動力而且還能讓機(jī)器人跟上自己的磨損，甚至檢測和補(bǔ)償損壞。研究人員們認(rèn)為，這種能力非常重要，因?yàn)槲覀冃枰灾飨到y(tǒng)更加自力更生。如一個工廠機(jī)器人可以檢測到某些東西移動不正確并進(jìn)行補(bǔ)償或呼叫援助。

“我們?nèi)祟愶@然有一個自我的概念，”該研究的論文第一作者Boyuan Chen說道，“閉上眼睛，試著想象一下，如果你要采取一些行動如向前伸展手臂或向后退一步，你自己的身體會如何移動。在我們大腦的某個地方，我們有一個自我的概念，一個自我模型，它告訴我們，我們占據(jù)了我們周圍環(huán)境的什么體積及這個體積如何隨著我們的移動而變化。”

機(jī)器人的自我意識

這項(xiàng)工作是Lipson數(shù)十年來尋求賦予機(jī)器人某種形式的自我意識的方法的一部分?！弊晕医Ｊ亲晕乙庾R的原始形式。如果一個機(jī)器人、動物或人類有一個準(zhǔn)確的自我模型，那么它可以在這個世界上更好地發(fā)揮作用、可以做出更好的決定并且具有進(jìn)化優(yōu)勢?！?/p>

研究人員意識到，圍繞著通過自我意識賦予機(jī)器更大的自主權(quán)存在著限制、風(fēng)險和爭議。Lipson很快承認(rèn)，這項(xiàng)研究中所展示的那種自我意識“跟人類相比微不足道，但你必須從某處開始。我們必須慢慢地、小心地走，這樣我們就能在收獲好處的同時將風(fēng)險降到最低”。