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拥有自我意识、自我模拟的粒子机器人来了！
科幻电影《Her》里讲述这样一个故事：2025年，孤独内向的男主在离婚后遇到一款人工智能操作系统OS1，“她”可通过和人类对话，不断学习和丰富自己的意识和感情，进化的速度令人惊讶。
2025年很快就来临，在现实世界中像电影拥有意识和感情，能自主学习、进化的机器人还未存在。
虽然全球人工智能应用很多，但在很长时间里，这些机器仅是一个工具或者玩具。有一个人将这状况给打破：哥伦比亚大学教授、机器人研究权威专家Hod Lipson和团队研发出有自我建模的仿生群体“粒子机器人”。
据介绍，粒子机器人由许多单独的圆盘状单元组成，这些单元便是“粒子”。单个粒子呈圆盘状，内置电池、通信模块、小电机，以及独特设计的机械结构，其直径在收缩状态下，约为15厘米；扩张状态下，约为23厘米。
单个粒子不能独立移动，但如果把三个粒子放在一起，粒子在接受指令伸缩时，就会一起完成直线行走等行为，而更多的粒子可完成更复杂的事情。
这些“成精”的粒子可组成机器人，在光线的引导下，四处移动、运送物体，以及躲避障碍物。这背后的创新原理、未来粒子机器人的发展是如何呢？
11月3日，Hod Lipson来到2019腾讯科学WE大会上，为我们揭秘粒子机器人背后的黑科技。
2025年很快就来临，在现实世界中像电影拥有意识和感情，能自主学习、进化的机器人还未存在。
虽然全球人工智能应用很多，但在很长时间里，这些机器仅是一个工具或者玩具。有一个人将这状况给打破：哥伦比亚大学教授、机器人研究权威专家Hod Lipson和团队研发出有自我建模的仿生群体“粒子机器人”。
据介绍，粒子机器人由许多单独的圆盘状单元组成，这些单元便是“粒子”。单个粒子呈圆盘状，内置电池、通信模块、小电机，以及独特设计的机械结构，其直径在收缩状态下，约为15厘米；扩张状态下，约为23厘米。
单个粒子不能独立移动，但如果把三个粒子放在一起，粒子在接受指令伸缩时，就会一起完成直线行走等行为，而更多的粒子可完成更复杂的事情。
这些“成精”的粒子可组成机器人，在光线的引导下，四处移动、运送物体，以及躲避障碍物。这背后的创新原理、未来粒子机器人的发展是如何呢？
11月3日，Hod Lipson来到2019腾讯科学WE大会上，为我们揭秘粒子机器人背后的黑科技。
摆脱程序员，机器人自我模拟
曾经人工智能的研究之路并不容易：曾经让机器在纳秒时间里判断一张图像是猫还是狗，这件看起来简单的事足以让专家们研究10多年。
但现在随着AI技术的发展，我们已研究出无人驾驶，机器人可玩后空翻，甚至完成画画等创意性的事。在这样的基础下，Hod Lipson开始探索研究具有自主意识的机器人。什么是意识？Hod Lipson喜欢用这定义来解释：能够把自己模拟到未来情景当中的能力。
也就是你能在多大程度上想象、预测自己在未来会有怎样的感觉；采取怎样的行动；有怎样的经历和体验。例如人在跨过地上水潭时，会第一步脚该放在哪，第二步脚落在哪等，然后继续模拟后面的决定和动作。Hod Lipson也期待机器人做到这样。因为近期几乎所有机器人学的成果，都是通过模拟进行学习的。
但这些模拟的前提是由工程师创造出来的，由工程师编写程序决定的。“我们一直试图从根本上思考改善机器人技术的方法，希望让这些机器人不仅只是看起来像一个生物体，实际也能像生物系统一样运行，功能更复杂强大，但仍是由最基本的部分组成。”Hod说。从这个思路出发，Hod Lipson团队在几年前做了一个机器人，这个机器人是瞎的，它只能感受自己，看不到世界，它试图自我模拟、自我建模。
它一开始不知道自己是蛇，还是蜘蛛、树、胳膊，但是过了一段时间后，它通过“大脑”学习，形成自我认知，可以感受到自己有四条腿。随着人工智能的发展，Hod Lipson团队又研发出有电机的机械臂，工程师没有设置机器人任何的信息，一开始机器人像婴儿躺在床上，到处甩动，大概过了一天，它开始有自己形象去完成一些简单的任务。
Hod Lipson表示，创建这个自我形象特别不容易，因为它不是在物理现实中学习，而是在自己的想象中学习，这是有区别的。将有自我模型和没有自我模型的两个机器人放在一起，对于同样的数据，能够对自我建模的机器学的快得多，而没有自我建模的机器人要慢1000多倍。“这个差距，就是自我意识的革命。”Hod Lipson表示。
但现在随着AI技术的发展，我们已研究出无人驾驶，机器人可玩后空翻，甚至完成画画等创意性的事。在这样的基础下，Hod Lipson开始探索研究具有自主意识的机器人。什么是意识？Hod Lipson喜欢用这定义来解释：能够把自己模拟到未来情景当中的能力。
也就是你能在多大程度上想象、预测自己在未来会有怎样的感觉；采取怎样的行动；有怎样的经历和体验。例如人在跨过地上水潭时，会第一步脚该放在哪，第二步脚落在哪等，然后继续模拟后面的决定和动作。Hod Lipson也期待机器人做到这样。因为近期几乎所有机器人学的成果，都是通过模拟进行学习的。
但这些模拟的前提是由工程师创造出来的，由工程师编写程序决定的。“我们一直试图从根本上思考改善机器人技术的方法，希望让这些机器人不仅只是看起来像一个生物体，实际也能像生物系统一样运行，功能更复杂强大，但仍是由最基本的部分组成。”Hod说。从这个思路出发，Hod Lipson团队在几年前做了一个机器人，这个机器人是瞎的，它只能感受自己，看不到世界，它试图自我模拟、自我建模。
它一开始不知道自己是蛇，还是蜘蛛、树、胳膊，但是过了一段时间后，它通过“大脑”学习，形成自我认知，可以感受到自己有四条腿。随着人工智能的发展，Hod Lipson团队又研发出有电机的机械臂，工程师没有设置机器人任何的信息，一开始机器人像婴儿躺在床上，到处甩动，大概过了一天，它开始有自己形象去完成一些简单的任务。
Hod Lipson表示，创建这个自我形象特别不容易，因为它不是在物理现实中学习，而是在自己的想象中学习，这是有区别的。将有自我模型和没有自我模型的两个机器人放在一起，对于同样的数据，能够对自我建模的机器学的快得多，而没有自我建模的机器人要慢1000多倍。“这个差距，就是自我意识的革命。”Hod Lipson表示。
异想天开？竟让机器人模拟机器人！
除了让机器人自我模仿，Hod Lipson团队还从“人会模仿其他人”这现实出发，让机器人之间互相模仿！因为如果机器人能够模拟其它人或者机器人，那机器人之间也会有社会行为。
还能像人一样有修复、生长的功能，如果机器某个零件坏了，机器自己可进行结构修复。
如此一来，当一个机器人坏了，就不需简单地把它“埋”了。而是像生物学里，其它的机器可以用“死机器人”的粒子来做更好的机器人。Hod Lipson表示，一个真正的粒子机器人会有成千上百个粒子组成，即使其中20%的粒子坏掉，机器人仍然可以继续运作。
还能像人一样有修复、生长的功能，如果机器某个零件坏了，机器自己可进行结构修复。
如此一来，当一个机器人坏了，就不需简单地把它“埋”了。而是像生物学里，其它的机器可以用“死机器人”的粒子来做更好的机器人。Hod Lipson表示，一个真正的粒子机器人会有成千上百个粒子组成，即使其中20%的粒子坏掉，机器人仍然可以继续运作。
自主意识机器人技术是双刃刀吗？
看了上述拥有自我意识、会模拟他人的机器人，可能会有人难免担忧，这项技术如果用在不正当的事上，是否会给人们带来危害？对于这个问题，Hod Lipson用火来作比喻：火很危险也很强大，但人类没有希望自己从未发现火，因为有了火之后，使得我们能做很多之前做不到的、不可思议的事情。
他在这个问题上持乐观态度，认为自主意识机器人带来的好处将会远远超过它的风险。“因为现在社会上已有很多机器，数量会越来越多，也会越来越复杂，总有一天人类将无法直接照顾这么多机器人，我们要想办法让机器人自己来照顾自己。”
谈及未来研究方向，Hod Lipson表示，他们正努力把粒子机器人做得更小。他们希望机器人能够模拟成百上千个细胞一起运作的状况。但目前现在只实现几十个细胞的运行。
在未来，他希望有一天能够达到数百万、上千万的细胞一起组成的粒子机器人来运作，就像人类的身体一样，有数十亿、上百亿的细胞，它们共同形成了人类。
如果要完成这样的目标，便需要纳米技术，或者说至少是微米技术。Hod Lipson坦言，在粒子机器人的部件足够小之前，是不可能有实用场景的，因为在大的规模上没有办法实现细胞之间永续的更新。Hod Lipson相信会在他的有生之年能达到微米。
作者 | 伍杏玲
来源 | CSDN