工程师们制造具有基本自我意识的机器人手臂

研究人员为机器人手臂提供了一种基本的自我意识，以帮助它适应新的环境    Columbia Engineering

尽管机器人越来越聪明，但将它们与人类区分开来的一个关键因素是自我意识。关于自我意识究竟意味着什么、机器人是否能够实现这一点，以及它可能带来的伦理影响，争论激烈。现在，哥伦比亚工程学院（Columbia Engineering）的研究人员已经完成了这项工作，给了机器人手臂某种形式的自我意识——至少在基本意义上是如此——这使它能够更好地适应不断变化的条件。

大多数机器人都是为特定的工作而设计的，为了让它们以最佳状态完成任务，人类用“自我模拟”对它们进行编程，从本质上告诉它们足够多关于自己的信息，以了解它们可能做什么动作，以及何时应该做这些动作。这种“狭义人工智能”在机器人设计的环境下运行良好，但如果环境发生变化或机器人受损，它不一定知道如何适应。

另一方面，人类一生都在发展和适应自己的自我形象。一般来说，你知道你的身体能做什么——例如，你知道你的肘部向一个方向弯曲，你知道允许你做的动作范围。如果这些能力因受伤或正常衰老而改变，你的大脑也不难调整。

哥伦比亚大学的研究人员想让机器人有这种自我意识。他们从一个有四个自由度的关节式机器人手臂开始，他们没有给它一个预先形成的自我模型，而是让它使用深度学习技术构建自己的模型。


起初，机器人不知道它是什么形状，所以它随机移动，收集关于它能做什么和不能做什么的数据，并据此建立一个自我模型   Columbia Engineering

一开始，机器人完全不知道它是什么形状，随机地挥舞着。但这些随机运动是重要的第一步，它可以收集大约1000条轨迹，每条轨迹包含100个点。从那时起，机器人能够利用深度学习建立自己的模型，并在探索过程中重新调整模型。该团队表示，第一个自我模型离实际机器人很远，但经过大约35个小时的训练后，精确到距离实际机器人4厘米（1.6英寸）以内。

为了测试它的学习能力，团队随后让机器人手臂执行一项基本的拾取和放置任务，使用其新形成的自我模型作为指导。通过让机器人在每一步中重新校准自己的位置，它能够捡起一组物体并将它们放入容器中，成功率为100%。当团队将其改为完全依赖于自身模型，而不依赖外部反馈时，其成功率降至44%。这听起来不太好，但该团队表示，这仍然令人印象深刻，将其与闭着眼睛做这项工作的人相比。

下一步是测试机器人适应新环境的能力。研究人员3D打印并安装了一个改变手臂形状的新零件。果不其然，机器人没过多久就意识到自己的模型已经过时，并且能够自我更新并继续工作。


作为测试的一部分，3D团队打印了一个新零件（粉色），该零件改变了手臂的形状，它能够调整自身的内部模型并重新开始工作     Columbia Engineering

虽然这与人类和其他动物的能力相差甚远，但研究人员表示，这可能与人类婴儿学习早期运动技能的方式相似。毕竟，婴儿仍在发展自我意识，而这些随意的踢腿和抽搐让他们明白自己的身体是如何工作的。

这项研究的合著者霍德·利普森说：“这可能是新生儿在婴儿床上学习的过程。”。“我们推测，这一优势可能也是人类自我意识的进化起源。虽然我们的机器人想象自身的能力与人类相比仍然很粗糙，但我们相信这种能力正在走向机器自我意识。”

尽管有自我意识的机器人可能很有用，但它们确实提出了新的担忧和新的问题。当事情失控时，我们如何控制它们？什么时候可以称之为有意识？如果他们达到这个水平，我们需要给这些人什么权利？

利普顿说：“自我意识将导致更具弹性和适应性的系统，但也意味着失去一些控制。”。“这是一项强大的技术，但应小心处理。”

资料来源：Columbia Engineering