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開門、烹飪、玩樂高！機(jī)器人觀察人類示范，獲取新技能

本文作者：楊波

2016-10-28 10:47

導(dǎo)語：日前，德國弗萊堡礦業(yè)大學(xué)的機(jī)器人教授 David Vogt 讓機(jī)器人通過觀察兩個戴著運(yùn)動跟蹤標(biāo)簽的人玩樂高，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

德國弗萊堡礦業(yè)大學(xué)的機(jī)器人教授 David Vogt 的兒子酷愛樂高。在某個天高云淡的日子里，當(dāng)他和兒子一起拼樂高時，突然有了個絕妙的靈感：“我可以教機(jī)器人怎么玩樂高嗎？”仔細(xì)想想，讓兒子和機(jī)器人一起拼樂高的話，真的非常有意思呢！

這位有愛的父親絕對是行動派——他馬上將工業(yè)機(jī)器人手臂帶進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。上圖這個配備了 Kinect 深度攝像機(jī)的機(jī)器人，可以在觀察兩個戴著運(yùn)動跟蹤標(biāo)簽的人玩樂高的過程中進(jìn)行學(xué)習(xí)。在一個學(xué)習(xí)小節(jié)過后，機(jī)器人就可以和人類合作一起拼樂高火箭了。最絕的是，當(dāng)人們不知道某一塊到底應(yīng)該放在什么位置時，機(jī)器人還可以出謀劃策。作為機(jī)器人通過人類示范進(jìn)行自我學(xué)習(xí)的典例，這項(xiàng)研究成果將展示在下個月舉辦于墨西哥坎昆的國際人形機(jī)器人會議上。

對此，來自蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)的 Aude Billard 認(rèn)為，人們可以通過觀察別人的行為進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是將一個新技能編入機(jī)器人程序則非常困難。這是因?yàn)椋鳛槿祟惖奈覀儯瑧{直覺就知道應(yīng)該如何完成一些任務(wù)，但是卻很難對這部分知識進(jìn)行編程。

所以，機(jī)器人專家們才另辟蹊徑，讓機(jī)器人自己觀察人類的示范，而不是通過編程直接告訴它們應(yīng)該怎么完成任務(wù)。另外，在研發(fā)的初期，人類可以對機(jī)器人進(jìn)行一些遠(yuǎn)程的遙控，通過觸覺反饋的嗡嗡聲讓它們積累經(jīng)驗(yàn)。去年，馬里蘭大學(xué)的機(jī)器人已經(jīng)開始通過在 YouTube 上觀看人們烹飪的視頻學(xué)習(xí)如何煮菜了。

除了 Vogt 團(tuán)隊(duì)和馬里蘭大學(xué)的研究成果外，這個月初，谷歌的研究團(tuán)隊(duì)也通過手把手教學(xué)，指導(dǎo)機(jī)器人如何開門。在實(shí)驗(yàn)的最后，機(jī)器人自己打開了一扇類似的門。這意味著，即使機(jī)器人自己開的這扇門的位置和之前有所不同，它們還是可以順利開門。

對此，谷歌的研究人員表示：

“在許多操作技能上，人類的直覺起到了很關(guān)鍵的作用。所以，只有當(dāng)我們把這樣的直覺轉(zhuǎn)化到機(jī)器人身上之后，它們的學(xué)習(xí)效率才能提高。”

另一個關(guān)鍵的因素是，要確保數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化對某一個機(jī)器人而言是有效可行的。其中要考慮到的問題是，很多機(jī)器人并沒有可以反射人類解剖學(xué)構(gòu)造的結(jié)構(gòu)和感應(yīng)器。在這個方面，Billard 的看法是：

“作為一個稱職老師，你必須明白的是——你教導(dǎo)的這個機(jī)器人具備各種行為方式，同時，它對于這個世界也存在多種理解方式。”

最后，Vogt 帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)總結(jié)做出了這樣的總結(jié)：人類的示范可以讓機(jī)器人在需要純熟技能的工廠中更好地輔助人類。這意味著，在工人在需要它們的時候，它們可以成為很好的輔佐工具，也可以獨(dú)立完成一些任務(wù)。對此，來自美國亞利桑那州立大學(xué)的團(tuán)隊(duì)成員 Heni Ben Amor 說道：“人類和機(jī)器人可以協(xié)同完成一些任務(wù)。這么一來，人們的工作量將大大減輕。”

via Newscientist