生物谷:尼科凝視著他面前的鏡子,鏡子里面有個(gè)身穿耶魯大學(xué)字樣的圓領(lǐng)衫,、歪戴著一頂棒球帽的家伙,。當(dāng)尼科抬起胳膊時(shí),那個(gè)家伙也同時(shí)做相同的動(dòng)作,。這一刻,,尼科明白了,鏡子里抬起的胳膊就是自己的胳膊,,鏡子里的那個(gè)家伙就是自己,。
難道這也值得一提?你肯定對(duì)此不屑一顧,。對(duì)不起,,忘了告訴你,尼科是一個(gè)機(jī)器人,。在它的同類中,,它可是第一個(gè)能從鏡子里認(rèn)出自己的。
別想跟我?;ㄕ?nbsp;
能認(rèn)出自己的映像被認(rèn)為是嬰兒發(fā)育的一個(gè)重要里程碑,,也是衡量其它動(dòng)物是否具有自我意識(shí)、社交性和智力的重要標(biāo)志,。但是,,尼科是由一堆堆零部件組裝起來的機(jī)器人,怎樣才能讓它具備認(rèn)知自我的能力,?科學(xué)家為此著實(shí)花了一番心思,。
耶魯大學(xué)的凱文.戈?duì)柕录捌鋵?dǎo)師布雷恩.斯卡賽拉迪為尼科安裝了一只有關(guān)節(jié)的胳膊,在它的一只眼睛后面安裝了一臺(tái)攝像機(jī),,并與一臺(tái)運(yùn)行智能軟件的計(jì)算機(jī)相連,。
當(dāng)尼科的眼睛對(duì)準(zhǔn)鏡子時(shí),軟件把鏡子中的映像劃分成“自己”,、“別人”和“兩者都不是”三類,。通過不停地比較一幀幀連續(xù)的圖像,軟件可以識(shí)別出某一幀圖像和下一幀圖像之間的像素變化,。當(dāng)尼科開始移動(dòng)時(shí),,它胳膊上的運(yùn)動(dòng)傳感器會(huì)同時(shí)告知軟件,。如果鏡子中映像的某一部分像區(qū)發(fā)生變化,而與此同時(shí)傳感器檢測(cè)到它的胳膊在移動(dòng),,它會(huì)認(rèn)為這部分映像很可能是“自己”,;如果某一部分像區(qū)在移動(dòng)而傳感器沒有檢測(cè)到它的胳膊移動(dòng),它會(huì)將這部分映像歸為“別人”,;而那些在兩種情況下都靜止不動(dòng)的映像區(qū)域很可能為“兩者都不是”,。這樣,尼科不僅可以認(rèn)出自己的胳膊在移動(dòng),,也能分辨出其他人移動(dòng)的胳膊,。
為了測(cè)試尼科的自我認(rèn)知能力,戈?duì)柕戮幹屏艘粋€(gè)程序,,讓尼科的胳膊連續(xù)運(yùn)動(dòng)4分鐘,,同時(shí)用裝在它眼睛上的攝像機(jī)將整個(gè)過程錄下來。通過將錄像和傳感器的檢測(cè)信號(hào)作比較,,讓尼科學(xué)習(xí)熟記,,傳感器檢測(cè)到的胳膊運(yùn)動(dòng)和錄像中的胳膊運(yùn)動(dòng)是如何對(duì)應(yīng)的。然后尼科再次站到鏡子前,,戈?duì)柕戮驼驹谒赃?。?dāng)尼科移動(dòng)它的胳膊時(shí),戈?duì)柕伦隽艘幌盗胁煌膭?dòng)作,,如玩戲法,、喝瓶裝水。試驗(yàn)證明,,尼科能正確的識(shí)別出與它的胳膊運(yùn)動(dòng)以及與戈?duì)柕碌倪\(yùn)動(dòng)分別相對(duì)應(yīng)的像素區(qū),,識(shí)別率超過95%。
戈?duì)柕抡f,,即使在機(jī)器人受到損壞,、穿上不同的衣服或者在不同的光線條件下,通過將裝在機(jī)器人上的攝像機(jī)捕捉的影像和裝在胳膊上的傳感器檢測(cè)到的信號(hào)相比較,,機(jī)器人仍能認(rèn)出自己的胳膊,。這將有助于它們執(zhí)行如操縱物體之類的任務(wù),或者使它們可以根據(jù)變化的地形,,調(diào)整自己的步伐,。而通常的軟件經(jīng)常會(huì)被表面和環(huán)境的變化欺騙,。
你的東西被掉包了
無獨(dú)有偶,,另一個(gè)具有里程碑式的機(jī)器人最近在麻省理工學(xué)院?jiǎn)柺溃@個(gè)穿一身皮草的家伙名叫萊昂納多,。
利用一個(gè)運(yùn)行著面部,、圖像和聲音識(shí)別軟件的計(jì)算機(jī)陣列,,辛西婭及其同事伯林和格瑞為萊昂納多構(gòu)建了一個(gè)“大腦”,大腦里存儲(chǔ)著萊昂納多周圍一個(gè)個(gè)物體以及它見證過的事件的信息,。當(dāng)它捕捉到一個(gè)新面孔時(shí),,它會(huì)建立和存儲(chǔ)另一個(gè)“大腦”,該“大腦”處理信息的方式和它自己的“大腦”一樣,,但它是從這個(gè)新面孔的角度看待周圍事物的,。如果這個(gè)新面孔因?yàn)橐暰€被阻礙或者暫時(shí)離開了房間而看不到周圍發(fā)生的變化,與這個(gè)新面孔對(duì)應(yīng)的“大腦”中的資料就不會(huì)更新,。伯林說,,他們是圍繞著這樣一個(gè)概念來制造萊昂納多的,那就是說,,它可以把自己當(dāng)作一個(gè)模擬器來理解別人,。
在心理理論研究中有一個(gè)經(jīng)典的錯(cuò)誤信念實(shí)驗(yàn):試驗(yàn)者讓兒童觀看木偶表演,主人公麥克把巧克力放在櫥子后外出,,他的媽媽又將巧克力移到抽屜里,,然后問兒童,麥克回來后會(huì)在何處找巧克力,。一般會(huì)發(fā)現(xiàn):大多數(shù)3歲兒童報(bào)告說麥克到抽屜里找,,而4歲兒童大多數(shù)報(bào)告說麥克會(huì)到櫥子里找。這表明4歲以上的兒童才開始理解別人的錯(cuò)誤信念,。
萊昂納多在面對(duì)“錯(cuò)誤信念”試驗(yàn)時(shí)的表現(xiàn)如何,?當(dāng)某個(gè)人離開房間時(shí),它知道一個(gè)玩具(用來代替巧克力)被移動(dòng)了,。伯林發(fā)現(xiàn),,通過模擬他人的觀點(diǎn),萊昂納多可以更好地理解別人的目標(biāo),。比如,,伯林和格瑞分別將土豆片和餅干放進(jìn)兩個(gè)盒子里,在伯林離開房間快要消失的時(shí)候,,格瑞將這兩個(gè)盒子互換,。當(dāng)伯林返回打開第一個(gè)盒子時(shí),萊昂納多預(yù)料他要找的是土豆片,。類似的,,當(dāng)格瑞亂翻同樣的盒子時(shí),萊昂納多知道他是在找餅干,,于是把餅干提供給他,。
揭開成長(zhǎng)的奧秘
尼科和萊昂納多只是最近取得的眾多成果的代表,標(biāo)志著機(jī)器人研究已接近認(rèn)知發(fā)育這一里程碑,。如果機(jī)器人能和嬰兒一樣,,通過教育,,可以從一個(gè)發(fā)展階段進(jìn)入下一個(gè)發(fā)展階段,它們就能學(xué)會(huì)完成更加復(fù)雜的任務(wù),,對(duì)人類的用處無疑更大,。
印第安納大學(xué)的認(rèn)知科學(xué)家和機(jī)器人專家奧拉夫•斯波恩斯認(rèn)為,將自己和別人區(qū)分開來,,一直是機(jī)器人研究中的一個(gè)根本性問題,。機(jī)器人具備了這種能力后,可以執(zhí)行更加復(fù)雜的任務(wù),。比如,,科學(xué)家一直在研究利用模仿來幫助機(jī)器人學(xué)會(huì)怎樣去執(zhí)行任務(wù)。但是,,要想成功地模仿別人,,機(jī)器人必須能分辨出哪是自己的胳膊,哪個(gè)是別人的,,就像尼科一樣,。
除了有助于制造更好的機(jī)器人以外,這樣的研究最終會(huì)加深我們對(duì)嬰兒認(rèn)知發(fā)育的理解,。像自我認(rèn)知,、模擬別人的看法等被認(rèn)為是嬰兒發(fā)育的里程碑,它們是和其它一些重要的能力,,如共情,、社交的發(fā)展密切相關(guān)的。通過完成與這些里程碑相關(guān)聯(lián)的一些動(dòng)作,,機(jī)器人可以幫助研究人員理解,,到底需要具備哪些能力,嬰兒才能達(dá)到這個(gè)發(fā)育階段,。
正如斯波恩斯所說,,復(fù)雜的現(xiàn)象有時(shí)可以用簡(jiǎn)單的原理來解釋。要真正理解人類是如何做的,,我們還得回到實(shí)驗(yàn)室找答案,。至少,這些機(jī)器人已經(jīng)為我們指明了方向,。