当两只灵长类动物长时间共同生活时,它们很快会学会预测彼此的行为。这种预测能力使得人类在共同生活和工作时更加顺畅。与之相比,即使是最先进的机器人在社交互动上依然显得无能为力。然而,这一现状可能即将改变。
最近,哥伦比亚大学的工程机器人开发出了一种新技能,能够根据最初的几个视频帧来预测伙伴机器人的未来动作和目标,就像老夫老妻之间的默契一般。
这项研究在哥伦比亚工程创新机器实验室进行,由机械工程教授Hod Lipson领导,属于一个更广泛的项目,旨在通过视觉观察赋予机器人理解和预测其他机器人的目标的能力。
研究人员首先构建了一个机器人,并将其放置在一个大约3×2英尺的婴儿围栏内。该机器人被编程为寻找并朝任何可见的绿色圆圈移动。然而,这里有个陷阱:有时机器人能直接看到绿色圆圈并朝其移动,但有时绿色圆圈会被一个红色纸板盒挡住,此时机器人要么朝另一个绿色圆圈移动,要么根本不动。
观察伙伴机器人活动两个小时后,这个机器人开始预测“伙伴”的目标和路径。在不同情况下,观察机器人成功预测“伙伴”的目标和路径达到98次,而无需明确告知“伙伴”障碍物的位置。
研究的主要作者Boyuan Chen表示,这项研究与计算机科学助理教授卡尔·冯德里克合作,并发表在《自然科学报告》上。“我们的发现开始证明,机器人如何从另一个机器人视角理解世界。观察者能够站在伙伴的立场上思考问题,甚至在没有引导的情况下理解伙伴是否能够从其有利位置看到绿色圆圈,这或许是一种原始的同理心表现。”
在设计实验时,研究人员希望观察者机器人能学习预测被观察机器人的近期动作。然而,他们没有预料到的是,仅凭几秒钟的视频提示,观察者机器人便能准确预测同伴的未来“动作”。
研究人员承认,机器人在这项研究中展现的行为远比人类简单,但他们相信这可能是赋予机器人“心智理论”的开端。大约在三岁时,孩子们开始理解其他人可能有不同的目标、需求和观点。这种理解可能导致有趣的活动,如捉迷藏,甚至更复杂的行为,如撒谎。“心智理论”被视为人类和灵长类动物认知能力的一个重要标志,也是复杂社会互动的核心因素,包括合作、竞争、同理心和欺骗。
此外,在使用语言进行预测时,人类的能力仍然优于机器人。研究人员让观察者机器人以图像而非文字形式做出预测,以避免人类语言的复杂性。然而,Lipson推测,机器人通过视觉预测未来行为的能力并不孤立:“我们人类有时也通过视觉思考,常常借助心灵的眼睛来想象未来,而不仅仅依赖语言。”
Lipson还承认存在许多伦理问题。这一技术将使机器人更加灵活和实用,但当机器人能够预测人类思维时,它们也可能学会操控这些思想。
Lipson表示:“我们意识到,机器人不再是简单的被动指令执行者。”与其他形式的高级人工智能一样,他们希望政策制定者能帮助监管这种技术,以便让所有人都能受益。
这项研究的标题为“机器人心理理论的视觉行为建模”。
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