機器人面臨的十大緊迫挑戰(zhàn)（下）

林明春

（接上期）

六、預測人類行為

在美劇《摩登家庭》中，機器人女仆羅茜不僅能夠?qū)υ?、做飯、打掃房子，而且還能迎合主人喬治的需求。在該劇第一季的第一集有這樣的場景：喬治的老板斯佩斯利先生到喬治家里吃晚餐，晚餐結(jié)束后，斯佩斯利拿出雪茄后，羅茜就跑過來給他點上。這個簡單的動作表現(xiàn)了一個復雜的人類行為——即，根據(jù)剛發(fā)生的事情來預測接下來會發(fā)生什么事情的能力。

就像欺騙一樣，預測人類行為需要機器人去想象一個未來的狀態(tài)。它必須有這樣的能力：“如果我們觀察到一個人在做X事件，然后在這個事件的經(jīng)驗基礎(chǔ)上，我可以預測他/她接下來可能會做Y事件?！边@對制造智能機器人來說是一個巨大的挑戰(zhàn)，但是科學家一直在為解決這個挑戰(zhàn)而努力。美國康奈爾大學的一個研究小組已經(jīng)開發(fā)了一個自主的機器人，這個機器人能根據(jù)環(huán)境中的對象互動來做出相應(yīng)的反應(yīng)。它先用一幅3D攝像機來獲得周圍環(huán)境的圖像，接下來，機器人的“大腦”從混亂背景中識別關(guān)鍵對象并將其隔離。然后，利用從先前的培訓課程中收集的大量信息，機器人在與它所要接觸到的對象互動的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生了一系列可能的預測并做出最好的預測：即，接下來會發(fā)生的行為是什么。

雖然康奈爾大學的機器人在某些時候仍然會猜錯，但是在相機技術(shù)與算法的不斷改善下，它們在穩(wěn)步地進步。

七、與同伴的協(xié)調(diào)

如果你要完成一項復雜而又龐大的工作，你是否覺得打造一個功能繁復的機器人太麻煩，從而更愿意部署更小、更簡單的機器人軍隊，然后協(xié)調(diào)它們完成復雜的任務(wù)？

但這就帶來了一個挑戰(zhàn)：一個機器人在一個小組內(nèi)工作需要準確定位自己與隊友的關(guān)系，并要進行有效的溝通與互動。為了解決這些問題，科學家轉(zhuǎn)向昆蟲的世界，在這個世界里，昆蟲能夠通過復雜的群體行為來尋找食物和完成整個群落的任務(wù)。例如，通過研究螞蟻，研究人員知道螞蟻個體利用信息素與彼此交流。

機器人可以用同樣的“信息素邏輯”，它們依賴于光或是紅外線而不是化學物質(zhì)來交流。它們的表現(xiàn)就像這樣：一群微小的機器人分散在一個限定的區(qū)域，都在隨機地探索這片區(qū)域，當一個機器人探索到離開的出口，它就留下一道光線蹤跡。下一個機器人探測到這道蹤跡，知道跟著這條蹤跡來做一樣的運動，并在它離開的時候留下自己的光線蹤跡。當這條蹤跡不斷被加強，就會有越來越多的機器人找到這條蹤跡并繼續(xù)加強。

一些研究人員還發(fā)現(xiàn)使用聲波信號也能成功進行這樣的實驗，因為聲音可以被用來確保個體機器人不會走太遠或者可以像人類一樣被聲音吸引到一塊。

八、自我復制

上帝告訴亞當和夏娃：“生養(yǎng)眾多，遍滿地面?！币粋€機器人收到同樣的指令可能會覺得很困惑或很受挫。因為制造機器人是一回事，制造一個可以自我復制或能再生丟失或損壞的組件的機器人又完全是另一回事。

有趣的是，機器人不會尋求類似人類的有性生殖模式，因為這樣的生殖模式實在是太復雜。但是，簡單的動物進行的無性繁殖就很神奇：以水螅為例，一個小囊氣球從母體中分離出來，然后破開后成為一個新的，基因完全相同的個體。

科學家正在機器人身上實施這一基本的克隆程序。這些機器人由重復的元素制造的，通常是多維立方體，這些立方體中包含了相同的機械和自我復制的程序，是可以被分離的，并且功能不會被改變。而且立方體的表面有磁性便于機器人分離身體的元素，這些立方體沿著對角線可以被分成獨立旋轉(zhuǎn)的兩塊。而一個完整的機器人由特定排列結(jié)構(gòu)的幾種立方體組合而成，只要提供立方體，一個簡單的機器人就可以像水螅一樣，分離出另一個具有相同特征的機器人。

九、基于道德原則的行為

我們每天都要與人互動，還要做出數(shù)以百計的決定。在每個決定中，我們要衡量我們的選擇是否正確，是否公平公正。如果我們希望機器人也能像我們一樣，在做決定的時候考慮是非對錯，那它們就需要理解倫理道德。

給機器人定義道德行為也是一個巨大的挑戰(zhàn)，主要是因為一組通用的、被普遍認可的道德原則并不存在，不同的文化有不同的行為規(guī)則和不同的法律體系。嘗試著去制定一個有關(guān)全球的倫理道德準則，再讓機器人去學習幾乎是不可能的。

不過，研究人員可以把道德問題局限在某個具體的情境下來讓機器人理解。例如，一個局限在特定環(huán)境的機器人——比如在廚房或者是病人的房間里，可能只需要少量的規(guī)則學習，就可能合理的做出良好的道德決策。機器人專家選擇了一些日常行為案例，并將其中的道德選擇信息編入一個機器學習算法。這些選擇是基于三個浮動標準的：一個動作會有多好的結(jié)果，它能預防多少傷害以及如何衡量公平。然后用算法輸出一個倫理道德原則，這個原則能在機器人做決策的時候用來作為依據(jù)。正如在《超能查派》中，“查派”的道德觀念是需要人類的教導，歸根結(jié)底，還是人類的自我道德標準影響了機器人的道德行為。所以，要想機器人能做出良好的道德選擇，人類必須先自我檢視自身的道德尺度。

十、感覺情緒

“世界上最美好的事物是不能被看到或觸碰到的。那是要用心去感受的?！比绻悺P勒的這個觀察是真實的，那么機器人將注定錯過這最美好的事情。畢竟，它們擅長的是感知周圍的物質(zhì)世界，而不能把傳感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成特定的情感。它們不能看到愛人的微笑，不能感受快樂，也不會看到人們扮鬼臉而被嚇到。

這也許是人類與機器的最為明顯區(qū)別。試想一下，你如何能教機器人墜入愛河？你如何用程序表現(xiàn)出受挫、厭惡、驚奇或是遺憾等情緒？這些在機器人身上值得一試嗎？

有一些科學家認為是可以的。他們相信未來的機器人將會整合認知情感系統(tǒng)，這樣，他們就能夠更有效地與人類交互學習。不管你信不信，已經(jīng)有原型能表達有限范圍的人類情感。Nao是由一個歐洲研究小組開發(fā)的機器人，它已經(jīng)具備一歲小孩的情感素質(zhì)了。它可以通過姿勢和手勢的結(jié)合來表達快樂、憤怒、害怕或驕傲等情感。這些展示的行為來自于黑猩猩和人類嬰兒的研究，然后被研究人員編程到Nao的大腦中，但是機器人表達哪一種情感是根據(jù)它與附近的人們或?qū)ο蟮慕换頉Q定的。在未來的若干年，許多像Nao一樣的機器人也許會成長到成人一般的情感專家，到那個時候，它們會在不同的環(huán)境中工作，例如醫(yī)院、家和學校，在那里它們能夠進行正常的人類行為，能教書，能診病，與人類和諧共處。

如果機器人面臨的這些挑戰(zhàn)都解決了，是不是就能開發(fā)出像“查派”一樣聰慧的機器人呢？你也許會發(fā)現(xiàn)，這些挑戰(zhàn)都有一個共同點，那就是都需要思維能力。人工智能專家認為，人類大腦的歸納推理能力是能實現(xiàn)機器人真正自主思考的自主系統(tǒng)的關(guān)鍵，“查派”正是擁有這種能力，才能從它所經(jīng)歷的事情中改變自己，形成獨特的自己，喊出了那句“我是查派”?，F(xiàn)在人類還沒有實現(xiàn)這種愿景，但是已經(jīng)正在不斷朝這個目標前進，如果真正的自主系統(tǒng)出現(xiàn)，想象一下，那是一種怎樣的情景！