@ 2015.06.01 , 21:50
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损毁后能自我修复的机器人

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如今机器人已经有自我治愈技能了,只要是用四肢让它在行动上出现障碍的破坏它都能快速恢复。这句话看起来可能很像科幻片里的情节,但是有新研究指出这有可能实现,给我们带来更强健、更有用也更自主的机器人。

这个研究的主导人是巴黎第六大学(也称皮埃尔和玛丽居里大学)的机器人专家Jean-Baptiste Mouret,在他们的实验里一个六腿机器人可以在其中两条腿损坏、丢失的情况下,用一分多钟重新调整自己继续走路。而机械臂也能在马达或接口坏掉几个的情况下学会抓起东西放到正确的位置。

Mouret说:“令我们惊讶的是机器人快速恢复的损坏程度,我们对它们各种虐待,但是它们也能找到新的办法来继续完成任务。”

适应性强的机器人

机器人能在非常恶劣的极端环境(如大海最深处或真空的外太空)中工作,但是工厂制作的机器人有一个缺点——缺乏适应能力。它们通常被破坏之后就没办法继续工作。

与机器人不一样的是,动物往往能在受伤之后迅速适应。比如,三条腿的狗狗还是能咬住飞盘,人类也能在脚踝扭伤或是其他伤害之后迅速找到继续行走的办法。

Mouret介绍说,如果我们想要让机器人帮助救援,比如在震后寻找幸存者、扑灭森林火灾或是在危急关头关掉核电站(比如日本福岛),那我们就必须让它们能在被破坏之后仍然可以继续工作。在提到的这些情形中,每一个都是分秒必争的程度,而且机器人所处的环境也变幻莫测随时可能对它们造成损伤。即使是不那么极端的条件,就是一般的家庭助手类机器人。它们能帮助老人或病人,它们也需要在一些零件损坏、断裂的时候继续执行重要的任务。

直到现在,机器人一般都在初次诊断出错后开始恢复然后选择应急计划。不过,即使这个机器人有昂贵的传感器能够自我诊断出问题,如果它的设计师没办法预计它可能会面临何种问题并给出解决方案,有这个配件也白费。

相比之下,受伤的动物却能用尝试和犯错来学习如火如荼克服逆境。比如在腿受伤之后懂得一瘸一拐地走路能缓解腿部疼痛。而且,虽然科学家们已经开始为机器人编写试错程序,机器人克服问题的时间也需要15分钟以上。

这次开发出来的试错程序能让机器人在不到两分钟的时间里适应损坏,不需要传感器自我诊断也不需要应急计划。

Mouret说:“机器人最难能可贵的一点特性就是能在长时间人类不做维护的情况下也能保持工作。”

汲取经验教训

该团队的科学家们推论,动物们并不因为抓伤和挠伤学会自我恢复。它们积累了直觉的经验告诉自己该怎么做,这个事有几种做法。这些直觉意识会让他们在不同的情况下采用不同的行为办法,所以在受伤时也会有对应的解决性行为供它们选择。我们的机器人也能做到。

在新模式下的机器人在被利用之前会先用计算机模拟出数千种不同的身体动作,并划分出哪些动作是可以在受到损伤也能使用的。这里面的所有数据都能作为机器人的直觉意识存储,够它们受用很久。不过他们并不是给机器人的运算里面写入类似“如果一条腿不见了要怎么走”的数据,而是“寻找尽可能多的不同的行走方法”。

当机器人面临真正的肢体伤害时,它能从这些试错算法和直觉经验中找到能弥补任何损坏的方法。

当它被损害之后,机器人自己就会变成科学家,它对不同的行为可能有什么后果都做了假设然后开始一个个测试。这些机器人能有效地试验各种不同的行为,排除在受伤时不能用的动作。

就好比走路这个简单的动作,如果它发现主要用后腿走不是很方便的时候,就会把重心放到前腿。最令人惊讶的是,它能非常快地学会新的行走姿势。看着机器人在两分钟内从残缺、摔倒在地到一瘸一拐地前行,自己脑补一下会多惊人。

现实使用

研究员们认为,这个办法能帮助机器人适应新环境、克服不可预见的困难。

它的潜在应用前景就是帮助救援人员搜索,不需要救援队员照看它的安全,而且机器人健康助手也比较好做,即使零件坏了一部分还是能继续为主人服务。

把机器人一辈子可能遇到的所有经历都模拟出来听起来成本会很高,然而并没有。Mouret说:“我们的方法其实很简单,不需要复杂的内置传感器,只需要知道它用不同办法执行任务得到的成效不同就可以,并不需要知道不能用预期的办法执行任务的确切原因。这反而会节约成本,因为这样一来机器人就不需要在全身装上能自我诊断的传感器。”

除此之外,研究员还指出,这个新理念带来的影响远远不止让机器人从损伤中修复这么简单。

这个经验学习及试错办法在原则上可以让机器人学习所有技能,此前出现的机器人都需要花几个小时才能学习一个新技能,录的机器人视频也永远是各种快进。如果就让它以实际耗费时间把视频播出来,观众的感觉就会像是看着草发芽生长一样,很需要耐心。但是现在不用了,我们看到的机器人学习新技能视频可以直接用真实时间播放,就像看着一只狗或小孩子学习新事物一样。所以,我们的机器人第一次能像动物和人类一样:学习有用的、尝试不同的。

Mouret和他的团队还在更高级的机器人身上真实测试他们的新模式,他们非常希望这个模式能帮助设计出救灾机器人。

本文译自 LiveScience,由译者 小笨 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 35+1

  1. 神的波纹
    @2 years ago
    2813154

    机器人M

  2. dokyun
    @2 years ago
    2813155

    AL毁灭人类系列

    [11] XX [0] 回复 [0]
  3. 林大鸟多
    @2 years ago
    2813158

    炉石传说的机器人?

  4. 拜一刀
    @2 years ago
    2813160

    Mouret说:“令我们惊讶的是机器人快速恢复的损坏程度,我们对它们各种虐待,但是它们也能找到新的办法来继续完成任务。”
    你们是在玩什么SM啊混蛋

    [32] XX [1] 回复 [0]
  5. 老衲是法师
    @2 years ago
    2813163

    所以,有没有视频预览一下呢,很少看见煎蛋上有视频?敢问为何?

  6. 小助手
    @2 years ago
    2813165

    记住这些家伙,以后机器人要开始毁灭人类时,这些人就是始作俑者

    [71] XX [4] 回复 [0]
  7. 灯泡小队长
    @2 years ago
    2813166

    人类或成最大输家

  8. 老衲是法师
    @2 years ago
    2813169

    所以,有没有视频预览一下呢,文中多次谈及视频,可是为什么我看不见?

  9. 灯泡小队长
    @2 years ago
    2813172

    视频有点神奇啊。。贝叶斯老先生输出极高

  10. 2813176

    @老衲是法师: 文章里有个土豆视频。。你用的什么浏览器

  11. 强袭钢大木
    @2 years ago
    2813178

    红警里拿维修IFV就能搞的东西这群科学家现在才搞出来=w=。

  12. freakbeast
    @2 years ago
    2813191

    终结者那样,

  13. alessio
    @2 years ago
    2813192

    收割者原型

  14. 路人A
    @2 years ago
    2813193

    人类灭亡倒计时

  15. 2813194

    AI毁灭世界证据。。。

  16. 老衲是法师
    @2 years ago
    2813197

    @sein:真的吗?我用UC浏览器和MIUI内置浏览器都没看到啊,一直使用手机上煎蛋,都没发现过视频,我试试其他浏览器先

  17. 2813199

    话说这那叫自我修复啊,顶多就是自我适应

    [13] XX [0] 回复 [0]
  18. 老衲是法师
    @2 years ago
    2813207

    @sein: 被煎蛋坑了好久….发现使用手机版的煎蛋,视频不显示,要请求桌面版的才有…

  19. 开你妹的玩笑
    @2 years ago
    2813212

    多年以后技术成熟并应用到生物身上那就好了

  20. brokenCPU
    @2 years ago
    2813218

    针对指定的问题,受伤后用学习算法生成的控制策略的效率甚至比原先人为设计的策略更高……看来传统控制算法真要过时了

  21. 电动臀鸡
    @2 years ago
    2813225

    看来电影里面可以毁灭世界的机器人,貌似不是神话。

  22. 2813228

    希望在我们老去之前,机器人技术能够比较发达而且价格够低。在计生导致的人口老龄化来临时,老人能够有足够的机器人照顾。

  23. 到底怎么了啊
    @2 years ago
    2813376

    – -活着好累,我要一个能自理的机器人伺候我吃喝玩乐。

  24. krsnik
    @2 years ago
    2813444

    复制者 from stargate

  25. q_qfly
    @2 years ago
    2813581

    Nature上的文章,刚想翻这个投稿的

  26. 释迦毛驴
    @2 years ago
    2813649

    机器纪元

  27. 纸醉金迷
    @2 years ago
    2813667

    这不是修复啊,这只是容错率较高而已。

  28. wlstc2003
    @2 years ago
    2813686

    这造型,简直就是星际之门第四季差点毁灭了一个星系的复制虫

  29. sxzllong
    @2 years ago
    2813689

    人类就是肉虫子

  30. 你爸爸
    @2 years ago
    2813698

    黑客帝国里的机器钻头啊,四个支撑足被轰掉一个能变成三足继续钻

  31. 蒸烧饼
    @2 years ago
    2814113

    感觉这机器人有一张瓦利的脸 0 0

  32. 煎蛋
    @2 years ago
    2814179

    我擦,这简直就是电影现实版。

  33. 2814233

    Natural 我要继续奋斗了

  34. 一包餐巾纸
    @2 years ago
    2816595

    好可怜的感觉

  35. 2957326

    @小助手: 天天嚷嚷着危险危险,然而对人类屁用都没有都就是阁下这群人吧。

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