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为什么要让机器人像人类幼儿一样学习

导读: Meltzoff 最近刚刚与某个机器人和机器人学习专家团队进行了合作研究了一个非常神奇的课题:机器人是否也能和婴儿一样学习?

  婴儿最擅长模仿。他们观察别人然后从中学习;在这个过程里,他们逐渐成长为独立的成人。

  然而婴儿不仅仅是模仿者,更是学习者。当婴儿18个月大的时候,他们就会习惯于观察并理解这个人到底要做什么,例如把砖头叠起来,把球扔进玩具箱等等——哪怕那个人没有成功完成他的目的。也就是说,他们能理解人类的意图,甚至学会为了完成某个动作或目的来制定自己的策略。

  “人类是地球上最善于模仿的生物,幼儿则更甚;他们可以把模仿和创新无缝连接在一起。”华盛顿大学心理学教授兼学习与脑科学研究所联合主任 Andrew Meltzoff 说明到:“他们从对他人的观察中学会各种技能,学习别人的习惯和作风,再把这些信息组合起来想出自己的解决方案。”

  Meltzoff 最近刚刚与某个机器人和机器人学习专家团队进行了合作研究了一个非常神奇的课题:机器人是否也能和婴儿一样学习?他们的论文已于上月在 PLOS ONE 杂志上发布。

  Meltzoff:“婴儿学习的最大秘诀在于他们出生时一无所知,处于一张白纸的状态。这样的不成熟对他们来说是就是极大的天赋,因为这样他们的学习、模仿和接受能力才能达到最大值。比如他们看到一个人,他们的大脑就自动把这个人归类为‘喜欢我’;于是他们就开始对符合‘喜欢我’这个属性的事物或生物给予更多的关注。机器人学家要从婴儿身上学习的东西实在太多了。”

  研究员们开发的新算法能让机器人思考他们的行动在不同的环境下可能会导致怎样的结果。用了这个程序,机器人很有可能就能理解人类到底想做什么。该团队还开发了另一个程序,好让机器人在不确定的时候向外界求助。

  研究员们安排了两个实验来测试他们的作品。第一个实验中,他们让机器人学习追踪人类的视线。机器人首先学习如何像人类一样活动头部,然后观察人类头部的活动,包括人类视线的方向和焦点,之后模仿这些动作。第二个实验中,他们让机器人模仿人类在餐桌上移动假食物。机器人不仅要模仿人类的动作,例如在桌面上推动食物玩具、有时把玩具扫下桌子,还要自己想如何用不同的方法把玩具推到同一个终点。

  如果这些试验成功的话那将是机器人学的一大步。现有的机器人,比如在流水线上投入使用的那些机器,若是单单复制人类的动作的话它们已经做得非常好了。然而,Rajesh Rao 告诉我们:“它们并不理解人们的这些动作背后的目的,更别说如何用不同的方法来达成同样的目标了。”Rajesh Rao 是感觉运动神经工程(CSNE,Center for Sensorimotor Neural Engineering) 的总监,也是该项目的领导人之一。

  机器人有不少地方胜过人类,其中之一就是它们能够在短期内接受并处理大量的信息然后再迅速地分享给其他机器。“如果机器人能有更强大的感应器,更全能致动器和强大到能理解、学习人类的动作和策略的计算处理能力的话,也许终有一日机器人能比婴儿更快地学习复杂的任务。”Rao 告诉我。

  从人类的成长发展来推断,Rao 和他的同事们都相信在未来机器人能够仅仅通过看和模仿人类或其他机器人来掌握更难更复杂的技术。

  Meltzoff 表示:“我们相信把机器人学家和发展心理学家放在一个团队里可以帮助我们更好地结合人类学习和机器人学习两者的精髓。我正在试图教机器人学家像婴儿一样思考。呃,是褒义的婴儿般的思考。”(Locin 译)

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