机器人进化论:新的感官能力触动寒武纪大爆发

来源:网易科技发布时间:2018-02-09

无数最美丽与最奇异的类型,即使是从如此简单的开端演化而来,并依然在演化之中。

进化之美在于两种互补的力量:简单和复杂。地球上数量庞大的物种均起源于“适者生存”这个简单的规则。不论你有两条腿还是四条腿,或者根本没有腿,都无所谓,你在这个星球上以什么样的形态存在并没有唯一答案。

机器人也是如此。我们正处在一个你可能称之为机器人爆发性增长的边缘时期。就在去年,成批的机器人已经走出工厂和实验室,在人类社会中行走、翻滚、飞行。人类已经在地球上释放出了人类版本的“生命体”,这是一种以与生物有机体相似的方式进化而来的独特的物种。

机器人专家通过模拟自然选择来训练机器人。他们保留有效的部分,摒弃那些没用的部分,以最佳的组合方式让机器人适应特定的工作。在加州大学圣地亚哥分校研究机器人与生物技术交叉的尼克?拉克什说:“如果我们想彻底放弃一些东西,我们就能做到。或者我们可以从一些设计中选取最好的部分,然后把它们重新设计,去掉那些我们不需要的东西。”然后,就像智能设计一样,这一切要遵循自然选择的原则。

需要注意的是,生物学并不具备机器人专家们现在所研究的工作的灵活性。毕竟,你可以给你的双足机器人做出多余的四肢,很快便能让它变成四足动物,而动物要想改变它们的体型特征则至少需要数千年时间,例如,穴居物种可能会慢慢失去眼睛的功能。SynTouch公司目前让机器人拥有了感知的能力。公司的首席执行官兼联合创始人杰拉尔德·洛布说:“进化既是一种陷阱,也是一种前进的手段。因为你被限定在之前的迭代中都运行良好的硬件里,而你现在无法改变,因为你已经在此基础上建立了完整的胚胎学。”

然而,进化仍然是相当具有爆炸性的。5.5亿年前的寒武纪大爆发,诞生了难以数计的复杂生物。而在那之前,地球上的生物几乎都是软体无壳动物,也没有太强攻击性。但寒武纪爆发后,生物种类急剧增长,出现了大量掠夺性生物,像来自地狱一样争抢食物,获得生存优势。有一种理论认为,之所以会发展成这种状况是为了让新物种能够更好地找到配偶并猎食,从而引发了一场进化方面的军备竞赛。

机器人也可能会发生同样的事情,因为机器人最终会发展出能让他们了解世界并自己行动的感官能力。机器人通过用激光绘制出周围环境的地图来导航已经有一段时间了。2004年Darpa网络挑战赛(Darpa Grand Challenge)为可让消费者使用的自动驾驶汽车的出现打下了基础。但计算机视觉技术的进步正在帮助机器人看的更清楚、提升机器人性能。例如,一个名为Kuri的伴侣机器人使用激光导航,现在还可以用机器视觉识别出人脸。让机器人看得清楚意味着用大量数据来训练算法,而这些算法只会因此变得更强大、更高效。正是这种字面意义上和隐喻性的愿景,才可能引发机器人的寒武纪大爆发。

而且,不仅仅是机器人正在使用新的感官,而是这些新技术的扩散让它们适应新的环境。地球拥有如此多的生物多样性,部分原因是地球上有许多不同的生态系统供有机体利用,同样的事情也会发生在机器人身上。我的意思是,想想那些多种多样的四轮汽车你就明白了。生产了双足机器人Cassie的Agility Robotics公司的首席技术官乔纳森·赫斯特说:“凡是你想得到的不同种类的赛车、运动型多功能车、越野皮卡车、拖拉机拖车就已经有很多了。对于机器人,我认为种类将更加繁多。”

Cassie用两条腿走路 图自网络

Cassie用两条腿走路 图自网络

Cassie用两条腿走路,这是一种很好的通用的四处走动的方式。因此,这个机器人可以作为远程呈现屏幕的基础,在办公室里四处走动。赫斯特说:“我们想要一个机器人,其大小可以让它绕着工厂的地板走一圈,还能携带100磅重的东西。以后会有很多不同的机器人,它们各自针对的市场不同,规模不同,质量不同,用途不同。”

关于Cassie的有趣之处在于,虽然它看起来有点像鸟,但赫斯特和他的团队并没有明确地模仿自然界中的任何东西。他们所追求的是最稳定、最高效的走路方式,他们使用数学进行运算使他们得到了一个看起来像只鸟的形状因素。我们看到机器人正在适应各种环境。例如,一条机器蛇可能擅长探索倒塌的建筑,事实上,在9月份墨西哥大地震之后,有一条机器蛇就已经开始工作了。有轮子的机器人在人行道上滚动着运送食物。在工厂里与人一起工作的其他机器人根本不需要四处走动,而是越来越擅长操作物体。(这在一定程度上得益于电子商务的蓬勃发展。)

现在,想想机器人能在多大程度上适应地球以外的生态环境。赫斯特说:“动物都身处户外环境中。自然中的动物多种多样,它们有不同的尺寸、不同的速度和不同的生态位。但是动物们从来没有探索过另一个星球。”设想机器人设计时考虑到地球重力也是不错的办法,就像美国宇航局的超级球机器人(Super Ball Bot),它实际上是一个由金属杆以及线缆组成的球体。当机器人进入我们的海洋,进入太空,还有地球上的任何地方,它们的设计五花八门。你可能想要一个人形机器人来探索人类的环境,比如建筑物,在那里它可以爬楼梯、转动门把手(还能做后空翻的动作)。但在人类的发展方向上,我们需要独特的机器人来实现独特的小生态。

Syntouch公司的Loeb说:“人们常说,人的手是处理物体的完美工具。并非如此。实际情况是,我们在人类文明中操作使用的几乎所有东西原本就是按照人的手的操作特点设计的。”所以,准备好迎接奇形怪状的机器人,和它们奇奇怪怪的手握手,机器人的多样化已超出了你的想象。正如查尔斯达尔文所言,“无数最美丽与最奇异的类型,即使是从如此简单的开端演化而来,并依然在演化之中。”

(选自:Wired 编译:网易智能 参与:薛雅芹)


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