机器人学会了在没有人类帮助的情况下理解自己

哥伦比亚大学工程和应用科学学院的工程师们创造了第一个可以从头开始学习整个身体模型的机器人，这一切都没有人类的帮助。

该研究发表在 科学机器人学。

教导机器人

研究人员展示了机器人如何创建自己的运动学模型，并使用自我模型来规划运动，达到目标，并在各种情况下避免障碍。它还可以自动识别和补偿身体的损伤。

机器人臂被放在五个流媒体视频摄像机的圆圈内，机器人通过摄像机观察自己，同时自由波动。它移动和扭曲以学习其身体如何响应不同的电机命令，经过三个小时，它终于停止了。机器人的内部深度神经网络然后完成了学习机器人电机动作和占据的体积之间的关系。

霍德·利普森是机械工程教授和哥伦比亚创造性机器实验室的主任。

“我们真的很好奇机器人如何想象自己，”利普森说。“但你不能只是偷窥神经网络，这是一个黑盒子。”

研究人员在自我形象逐渐出现之前，曾经尝试过几种可视化技术。

“这是一种温和的闪烁云，似乎包围了机器人的三维身体，”利普森继续说。“当机器人移动时，闪烁的云轻轻地跟随它。”

机器人的自我模型在其工作空间中精确到大约1%。

潜在应用和进步

通过使机器人能够在没有人类帮助的情况下对自己进行建模，专家可以实现广泛的进步。首先，它节省了劳动力，并允许机器人监测自己的磨损和损伤，检测和补偿任何损伤。作者说，这种能力将有助于自主系统更加自主。他们给出的一个例子是工厂机器人，它可以使用这种能力来检测某些东西是否移动不正确，然后调用帮助。

博元·陈是研究的第一作者。他领导了这项工作，现在是杜克大学的助理教授。

“我们人类显然有自我的概念，”陈说。“闭上眼睛，试着想象如果你要采取某些行动，比如向前伸展双臂或向后退一步，你的身体会如何移动。我们的大脑中某处有自我的概念，一个自我模型，它告诉我们我们占据的周围环境的体积，以及随着我们移动而变化的体积。”

利普森多年来一直在寻找新的方法来给机器人一些形式的自我意识。

“自我建模是一种原始的自我意识形式，”他解释说。“如果机器人、动物或人类具有准确的自我模型，它就可以更好地在世界中运作，可以做出更好的决定，并具有进化优势。”

研究人员承认了通过自我意识授予机器人自主权所涉及的各种限制和风险，利普森确保说，这项研究中的自我意识类型是“与人类相比微不足道的，但你必须从某个地方开始。我们必须慢慢小心地进行，以便我们可以获得好处同时尽量减少风险。”