如今機(jī)器人已經(jīng)有自我治愈技能了，只要是用四肢讓它在行動(dòng)上出現(xiàn)障礙的破壞它都能快速恢復(fù)。這句話看起來可能很像科幻片里的情節(jié)，但是有新研究指出這有可能實(shí)現(xiàn)，給我們帶來更強(qiáng)健、更有用也更自主的機(jī)器人。

 

　　這個(gè)研究的主導(dǎo)人是巴黎第六大學(xué)(也稱皮埃爾和瑪麗居里大學(xué))的機(jī)器人專家Jean-Baptiste Mouret，在他們的實(shí)驗(yàn)里一個(gè)六腿機(jī)器人可以在其中兩條腿損壞、丟失的情況下，用一分多鐘重新調(diào)整自己繼續(xù)走路。而機(jī)械臂也能在馬達(dá)或接口壞掉幾個(gè)的情況下學(xué)會(huì)抓起東西放到正確的位置。

 

　　Mouret說：“令我們驚訝的是機(jī)器人快速恢復(fù)的損壞程度，我們對它們各種虐待，但是它們也能找到新的辦法來繼續(xù)完成任務(wù)。”

 

　　適應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)器人

 

　　機(jī)器人能在非常惡劣的極端環(huán)境(如大海最深處或真空的外太空)中工作，但是工廠制作的機(jī)器人有一個(gè)缺點(diǎn)——缺乏適應(yīng)能力。它們通常被破壞之后就沒辦法繼續(xù)工作。

 

　　與機(jī)器人不一樣的是，動(dòng)物往往能在受傷之后迅速適應(yīng)。比如，三條腿的狗狗還是能咬住飛盤，人類也能在腳踝扭傷或是其他傷害之后迅速找到繼續(xù)行走的辦法。

 

　　Mouret介紹說，如果我們想要讓機(jī)器人幫助救援，比如在震后尋找幸存者、撲滅森林火災(zāi)或是在危急關(guān)頭關(guān)掉核電站(比如日本福島)，那我們就必須讓它們能在被破壞之后仍然可以繼續(xù)工作。在提到的這些情形中，每一個(gè)都是分秒必爭的程度，而且機(jī)器人所處的環(huán)境也變幻莫測隨時(shí)可能對它們造成損傷。即使是不那么極端的條件，就是一般的家庭助手類機(jī)器人。它們能幫助老人或病人，它們也需要在一些零件損壞、斷裂的時(shí)候繼續(xù)執(zhí)行重要的任務(wù)。

 

　　直到現(xiàn)在，機(jī)器人一般都在初次診斷出錯(cuò)后開始恢復(fù)然后選擇應(yīng)急計(jì)劃。不過，即使這個(gè)機(jī)器人有昂貴的傳感器能夠自我診斷出問題，如果它的設(shè)計(jì)師沒辦法預(yù)計(jì)它可能會(huì)面臨何種問題并給出解決方案，有這個(gè)配件也白費(fèi)。

 

　　相比之下，受傷的動(dòng)物卻能用嘗試和犯錯(cuò)來學(xué)習(xí)如火如荼克服逆境。比如在腿受傷之后懂得一瘸一拐地走路能緩解腿部疼痛。而且，雖然科學(xué)家們已經(jīng)開始為機(jī)器人編寫試錯(cuò)程序，機(jī)器人克服問題的時(shí)間也需要15分鐘以上。

 

　　這次開發(fā)出來的試錯(cuò)程序能讓機(jī)器人在不到兩分鐘的時(shí)間里適應(yīng)損壞，不需要傳感器自我診斷也不需要應(yīng)急計(jì)劃。

 

　　Mouret說：“機(jī)器人最難能可貴的一點(diǎn)特性就是能在長時(shí)間人類不做維護(hù)的情況下也能保持工作。”

 

　　汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

 

　　該團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家們推論，動(dòng)物們并不因?yàn)樽蛽蟼麑W(xué)會(huì)自我恢復(fù)。它們積累了直覺的經(jīng)驗(yàn)告訴自己該怎么做，這個(gè)事有幾種做法。這些直覺意識會(huì)讓他們在不同的情況下采用不同的行為辦法，所以在受傷時(shí)也會(huì)有對應(yīng)的解決性行為供它們選擇。我們的機(jī)器人也能做到。

 

　　在新模式下的機(jī)器人在被利用之前會(huì)先用計(jì)算機(jī)模擬出數(shù)千種不同的身體動(dòng)作，并劃分出哪些動(dòng)作是可以在受到損傷也能使用的。這里面的所有數(shù)據(jù)都能作為機(jī)器人的直覺意識存儲(chǔ)，夠它們受用很久。不過他們并不是給機(jī)器人的運(yùn)算里面寫入類似“如果一條腿不見了要怎么走”的數(shù)據(jù)，而是“尋找盡可能多的不同的行走方法”。

 

　　當(dāng)機(jī)器人面臨真正的肢體傷害時(shí)，它能從這些試錯(cuò)算法和直覺經(jīng)驗(yàn)中找到能彌補(bǔ)任何損壞的方法。

 

　　當(dāng)它被損害之后，機(jī)器人自己就會(huì)變成科學(xué)家，它對不同的行為可能有什么后果都做了假設(shè)然后開始一個(gè)個(gè)測試。這些機(jī)器人能有效地試驗(yàn)各種不同的行為，排除在受傷時(shí)不能用的動(dòng)作。

 

　　就好比走路這個(gè)簡單的動(dòng)作，如果它發(fā)現(xiàn)主要用后腿走不是很方便的時(shí)候，就會(huì)把重心放到前腿。最令人驚訝的是，它能非常快地學(xué)會(huì)新的行走姿勢。看著機(jī)器人在兩分鐘內(nèi)從殘缺、摔倒在地到一瘸一拐地前行，自己腦補(bǔ)一下會(huì)多驚人。

 

　　現(xiàn)實(shí)使用

 

　　研究員們認(rèn)為，這個(gè)辦法能幫助機(jī)器人適應(yīng)新環(huán)境、克服不可預(yù)見的困難。

 

　　它的潛在應(yīng)用前景就是幫助救援人員搜索，不需要救援隊(duì)員照看它的安全，而且機(jī)器人健康助手也比較好做，即使零件壞了一部分還是能繼續(xù)為主人服務(wù)。

 

　　把機(jī)器人一輩子可能遇到的所有經(jīng)歷都模擬出來聽起來成本會(huì)很高，然而并沒有。Mouret說：“我們的方法其實(shí)很簡單，不需要復(fù)雜的內(nèi)置傳感器，只需要知道它用不同辦法執(zhí)行任務(wù)得到的成效不同就可以，并不需要知道不能用預(yù)期的辦法執(zhí)行任務(wù)的確切原因。這反而會(huì)節(jié)約成本，因?yàn)檫@樣一來機(jī)器人就不需要在全身裝上能自我診斷的傳感器。”

 

　　除此之外，研究員還指出，這個(gè)新理念帶來的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止讓機(jī)器人從損傷中修復(fù)這么簡單。

 

　　這個(gè)經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)及試錯(cuò)辦法在原則上可以讓機(jī)器人學(xué)習(xí)所有技能，此前出現(xiàn)的機(jī)器人都需要花幾個(gè)小時(shí)才能學(xué)習(xí)一個(gè)新技能，錄的機(jī)器人視頻也永遠(yuǎn)是各種快進(jìn)。如果就讓它以實(shí)際耗費(fèi)時(shí)間把視頻播出來，觀眾的感覺就會(huì)像是看著草發(fā)芽生長一樣，很需要耐心。但是現(xiàn)在不用了，我們看到的機(jī)器人學(xué)習(xí)新技能視頻可以直接用真實(shí)時(shí)間播放，就像看著一只狗或小孩子學(xué)習(xí)新事物一樣。所以，我們的機(jī)器人第一次能像動(dòng)物和人類一樣：學(xué)習(xí)有用的、嘗試不同的。

 

　　Mouret和他的團(tuán)隊(duì)還在更高級的機(jī)器人身上真實(shí)測試他們的新模式，他們非常希望這個(gè)模式能幫助設(shè)計(jì)出救災(zāi)機(jī)器人。