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机器人可以自己学会如何走路,而不需要明确的编程

2019年03月22日 16:11 次阅读

当一个小孩第一次在没有被要求的情况下做出一些出人意料的举动时,他们的父母会欢呼雀跃地庆祝。而来自南卡罗莱纳大学的研究人员们也经历了这样的时刻。

该队声称他们已经创造了第一个由人工智能控制的机器人四肢,它可以自己学会如何走路,而不需要明确的编程。

受到现实生活中生物学的启发,他们想到了现在所使用的算法。就像刚出生不久就能走路的动物一样,这个机器人在五分钟的无组织玩耍时间内,就能学会如何使用它们的类动物肌腱。

该报告的合作者、来自南加州大学的计算机科学家Brian Cohn解释道:“从一开始,随着身体和环境的变化,一个物种学习和适应它们的运动的能力一直都是进化的一个巨大推动力。我们的研究向赋予机器人学习和适应各种环境的能力更进一步,就像动物们一样。”

如今,许多机器人在真正展现在世人眼前之前需要耗费几个月或几年的时间。但有了这个新的算法,该研究小组已经弄明白了如何让机器人通过简单的操作就能像动物一样自主学习。这在机器学中被称作为是“咿呀学语”,因为这个过程非常接近婴儿们不断尝试学会说话的过程。

该报告的撰写者之一、南加州大学的工程师Ali Marjaninejad表示:“在这个‘咿呀学语’的阶段,系统会向电机发送随机指令,并感知关节的角度。然后,它会训练三层神经网络,让它猜测接下来要用什么样的命令来产生一个指定的动作。然后我们就会开始执行这个任务,并强化良好的动作行为。”

机器人可以自己学会如何走路,而不需要明确的编程

所有的这些都意味着,当机器人专家在写代码时,他们不再需要精确的方程、复杂的计算机模拟或是数千次的重复工作来改进这项任务。

相反,使用了这个新技术,机器人能够构建属于自己的肢体和环境的内部思维导图,通过它们的三肌腱、双关节肢体以及周围环境的互动来完善它们的动作。

在它们人生的第一个时刻,研究人员还发现一些机器人甚至能发展出自己的步态。

来自于南加州大学的生物医学工程师Francisco ValeroCuevas表示:“你可以分辨出有些人正在从大厅上下来,因为他们有独特的步伐,对吧?我们的机器人使用其有限的经验,来发现解决问题的方法,这些方法就逐渐成为了其个性化的习惯,于是我们就获得了精致的、慵懒的等等步行方式,你懂的。”

这是生物学家和机器人专家们所梦寐以求的壮举。作者声称,它可以为未来的机器人们提供“令人羡慕的多功能性、适应性、弹性以及日常任务中如脊椎动物一般的速度。”

这项技术的可能性只受到我们想象力的限制。

有了这个强大的新算法,我们也许能为残疾人提供反应速度更快的假肢,或是我们能让机器人安全地进行太空任务,以及一些搜索和救援尝试。

该团队的另一位成员、来自南加州大学的生物医学工程师Dario Urbina-Melendez表示:“我所设想的肌肉驱动的机器人,能在短短的几分钟时间内掌握动物需要几个月才能掌握的东西。我们的工作结合了工程、人工智能、解剖学和神经科学,并有力地证明了这些结合是有可能的。”

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