หุ่นยนต์เรียนรู้ที่จะจินตนาการตัวเอง

มนุษย์เราได้รับแบบจำลองร่างกายของเราตั้งแต่ยังเป็นทารก และหุ่นยนต์ก็ทำตาม ทีมงานของ Columbia Engineering ประกาศในวันนี้ว่าพวกเขาได้สร้างหุ่นยนต์ที่สามารถเรียนรู้แบบจำลองของร่างกายทั้งหมดได้ตั้งแต่เริ่มต้น เป็นครั้งแรก โดยปราศจากความช่วยเหลือจากมนุษย์ ในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่โดยScience Roboticsนักวิจัยได้แสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์ของพวกเขาสร้างแบบจำลองจลนศาสตร์ของตัวเองได้อย่างไร จากนั้นใช้แบบจำลองของตนเองในการวางแผนการเคลื่อนไหว บรรลุเป้าหมาย และหลีกเลี่ยงอุปสรรคในสถานการณ์ต่างๆ มันยังรับรู้โดยอัตโนมัติและชดเชยความเสียหายที่เกิดขึ้นกับร่างกายของมัน หุ่นยนต์เฝ้าดูตัวเองเหมือนทารกที่กำลังสำรวจตัวเองในห้องโถงกระจก นักวิจัยวางแขนหุ่นยนต์ไว้ในวงกลมของกล้องวิดีโอสตรีมมิ่งห้าตัว หุ่นยนต์เฝ้าดูตัวเองผ่านกล้องขณะที่มันกระเพื่อมอย่างอิสระ เช่นเดียวกับทารกที่สำรวจตัวเองเป็นครั้งแรกในโถงกระจก หุ่นยนต์จะกระดิกและบิดเบี้ยวเพื่อเรียนรู้ว่าร่างกายของมันเคลื่อนไหวอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อคำสั่งต่างๆ ของมอเตอร์ หลังจากผ่านไปประมาณสามชั่วโมง หุ่นยนต์ก็หยุด เครือข่ายนิวรัลเชิงลึกภายในของมันได้เรียนรู้ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์กับปริมาณที่ครอบครองในสภาพแวดล้อมเรียบร้อยแล้ว Hod Lipson ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและผู้อำนวยการ Creative Machines Lab ของ Columbia กล่าวว่า "เราอยากรู้อยากเห็นจริงๆ ว่าหุ่นยนต์จินตนาการตัวเองได้อย่างไร" "แต่คุณไม่สามารถมองเข้าไปในโครงข่ายประสาทเทียมได้ มันเป็นกล่องดำ" หลังจากที่นักวิจัยต่อสู้กับเทคนิคการสร้างภาพต่างๆ ภาพตนเองก็ค่อยๆ ปรากฏขึ้น "มันเป็นเมฆที่สั่นไหวเบา ๆ ซึ่งดูเหมือนจะกลืนร่างสามมิติของหุ่นยนต์" ลิปสันกล่าว "ในขณะที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ เมฆที่ริบหรี่ก็ค่อย ๆ เคลื่อนตามไป" โมเดลตัวเองของหุ่นยนต์มีความแม่นยำประมาณ 1% ของพื้นที่ทำงาน หุ่นยนต์สร้างแบบจำลองด้วยตนเองจะนำไปสู่ระบบอัตโนมัติที่พึ่งพาตนเองได้มากขึ้น ความสามารถของ หุ่นยนต์ ในการสร้างแบบจำลองตัวเองโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากวิศวกรนั้นมีความสำคัญด้วยเหตุผลหลายประการ: ไม่เพียงแต่ช่วยประหยัดแรงงานเท่านั้น แต่ยังช่วยให้หุ่นยนต์สามารถทนต่อการสึกหรอได้เอง และยังตรวจจับและชดเชยความเสียหายได้อีกด้วย . ผู้เขียนให้เหตุผลว่าความสามารถนี้มีความสำคัญ เนื่องจากเราต้องการให้ระบบอัตโนมัติสามารถพึ่งพาตนเองได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น หุ่นยนต์ในโรงงานสามารถตรวจจับได้ว่ามีบางอย่างเคลื่อนไหวไม่ถูกต้อง และชดเชยหรือขอความช่วยเหลือ "มนุษย์เรามีความคิดในตัวเองอย่างชัดเจน" โบหยวน เฉิน ผู้เขียนคนแรกของการศึกษานี้ ซึ่งเป็นหัวหน้างานและปัจจุบันเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่ Duke University อธิบาย "หลับตาแล้วลองจินตนาการว่าร่างกายของคุณจะเคลื่อนไหวอย่างไรหากคุณต้องดำเนินการบางอย่าง เช่น ยืดแขนไปข้างหน้าหรือถอยหลัง ที่ไหนสักแห่งในสมองของเรา เรามีความคิดเกี่ยวกับตนเอง ซึ่งเป็นต้นแบบของตนเองว่า แจ้งให้เราทราบว่าพื้นที่ใกล้เคียงที่เราครอบครองมีปริมาตรเท่าใด และปริมาตรนั้นเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเราเคลื่อนที่" การรับรู้ตนเองในหุ่นยนต์ งานนี้เป็นส่วนหนึ่งของภารกิจที่ยาวนานหลายทศวรรษของ Lipson เพื่อหาวิธีให้หุ่นยนต์รู้จักตนเองในรูปแบบหนึ่ง "การสร้างแบบจำลองตนเองเป็นรูปแบบดั้งเดิมของการตระหนักรู้ในตนเอง" เขาอธิบาย "หากหุ่นยนต์ สัตว์ หรือมนุษย์มีแบบจำลองตนเองที่ถูกต้อง ก็จะสามารถทำงานได้ดีขึ้นในโลก จะสามารถตัดสินใจได้ดีขึ้น และมีข้อได้เปรียบด้านวิวัฒนาการ" นักวิจัยตระหนักถึงขีดจำกัด ความเสี่ยง และการโต้เถียงเกี่ยวกับการให้เครื่องจักรมีอิสระมากขึ้นผ่านการตระหนักรู้ในตนเอง ลิปสันยอมรับอย่างรวดเร็วว่าการตระหนักรู้ในตนเองแบบหนึ่งที่แสดงในการศึกษานี้ ดังที่เขาตั้งข้อสังเกตว่า "เล็กน้อยเมื่อเทียบกับของมนุษย์ แต่คุณต้องเริ่มที่ไหนสักแห่ง เราต้องค่อยๆ และระมัดระวัง จึงจะเก็บเกี่ยวผล ประโยชน์ในขณะที่ลดความเสี่ยง"