雖然一只機(jī)械手臂和五個(gè)機(jī)械手指還不能達(dá)到與人類一樣的靈活度,但在世界頂級(jí)的人工智能實(shí)驗(yàn)室里,研究人員通過(guò)晶振的引導(dǎo)正越來(lái)越接近于創(chuàng)造出能夠模仿真實(shí)人手的機(jī)械手臂。
在由埃隆⋅馬斯克和其他幾個(gè)硅谷知名人士共同創(chuàng)建的OpenAI實(shí)驗(yàn)室中,研究人員制造了一款名為 Dactyl 的機(jī)械手臂。它看起來(lái)很像最新的星球大戰(zhàn)電影中的盧克⋅天行者的機(jī)械假體:它的機(jī)械手指能夠像人的手指一樣彎曲或伸直。
你可以讓Dactyl為你展示字母積木的某一面——比方說(shuō)紅色的O,橙色的P或藍(lán)色的I——它會(huì)向你展示,然后用靈活的方式旋轉(zhuǎn)、扭動(dòng)和翻轉(zhuǎn)積木。
這對(duì)于人類來(lái)說(shuō)非常簡(jiǎn)單,但對(duì)于一臺(tái)機(jī)器來(lái)說(shuō),這是一個(gè)非常了不起的成就:機(jī)械手臂Dactyl在很大程度上是靠自己來(lái)學(xué)習(xí)如何完成這項(xiàng)任務(wù)的。研究人員利用數(shù)學(xué)的方法讓Dactyl學(xué)習(xí),他們相信可以通過(guò)訓(xùn)練讓機(jī)械手臂和其他機(jī)器來(lái)完成更復(fù)雜的任務(wù),這其中,通過(guò)石英晶振的不斷記憶使得機(jī)械手臂更加熟練。
抓取系統(tǒng)是由加州大學(xué)伯克利分校的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室Autolab的研究人員創(chuàng)建的,它充分發(fā)揮了32.768K晶振的性能,在幾年前代表了技術(shù)的極限。機(jī)器配有一個(gè)兩根手指的“鉗子”,可以拿起像螺絲起子或鉗子一樣的物件,然后把它們分類到不同容器里。
鉗子比五個(gè)手指更容易控制,而制造一個(gè)操作夾鉗所需的軟件也不那么困難。它可以處理一些不太熟悉的物體。比如,它可能不知道什么是餐館式的番茄醬瓶子,但是它知道瓶子的形狀和螺絲起子類似。但是,如果這臺(tái)機(jī)器遇到的東西與它之前所遇到的不同——比如一個(gè)塑料手鐲——可能就會(huì)處理的不太好。在這個(gè)行動(dòng)過(guò)程中,溫補(bǔ)晶振給CPU提供了精準(zhǔn)的識(shí)別信號(hào),使得機(jī)械手臂做出判斷,開(kāi)始行動(dòng)。
大家都希望有一個(gè)能撿起任何東西的機(jī)器人,包括它以前從未見(jiàn)過(guò)的東西。這是其他Autolab的研究人員在過(guò)去幾年里所建立的機(jī)器人。
拾取系統(tǒng)得益于機(jī)器學(xué)習(xí)的巨大進(jìn)步。伯克利的研究人員對(duì)超過(guò)1萬(wàn)個(gè)物體的物理模型進(jìn)行了建模,確定了每一個(gè)物體的最佳選擇。然后,系統(tǒng)使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分析了所有這些數(shù)據(jù),并學(xué)會(huì)了識(shí)別每個(gè)物品的最佳方式。在過(guò)去,研究人員必須對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程,讓它們完成每項(xiàng)任務(wù)。但現(xiàn)在,它可以自己學(xué)習(xí)這些任務(wù)。
當(dāng)面對(duì)一個(gè)塑料尤達(dá)玩具時(shí),系統(tǒng)會(huì)意識(shí)到它應(yīng)該用鉗子把玩具撿起來(lái)。但當(dāng)它遇到番茄醬瓶子時(shí),它會(huì)選擇吸杯。這個(gè)機(jī)械手可以成功地?fù)炱鸲嗉S機(jī)物品。它并不完美,但是由于系統(tǒng)可以自己學(xué)習(xí),它的進(jìn)步速度比過(guò)去的機(jī)器快得多,對(duì)于晶振的要求也越來(lái)越高。
這些都是簡(jiǎn)單的任務(wù),而且機(jī)器只能在特定條件下處理它們。它們失敗的次數(shù)并不比成功的次數(shù)少。但驅(qū)動(dòng)這些系統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法表明,在未來(lái)幾年內(nèi)將會(huì)繼續(xù)取得很大的進(jìn)步。
許多研究人員質(zhì)疑這種模擬訓(xùn)練是否使成果只停留在理論層面,但就像伯克利和其他實(shí)驗(yàn)室的研究人員一樣,OpenAI團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明了這一點(diǎn)。他們?cè)谀M訓(xùn)練中引入了一定的隨機(jī)性——它們改變了手和木塊之間的摩擦力,甚至改變了模擬的重力。在模擬的世界中,學(xué)會(huì)處理這種隨機(jī)性后,機(jī)械手就可以處理真實(shí)世界的不確定性。
今天,Dactyl所能做的只是旋轉(zhuǎn)一個(gè)方塊,但研究人員正在探索如何將這些技術(shù)應(yīng)用于更復(fù)雜的任務(wù)。比如制造業(yè),無(wú)人駕駛飛機(jī),甚至是無(wú)人駕駛汽車。康華爾電子生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高性能晶振提供了很多的幫助,為機(jī)械手臂的發(fā)展做出了一份貢獻(xiàn)。