美國田納西大學(xué)和橡樹嶺國家實驗室的科研人員研制出一臺基于神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)的機器人。
一個由美國田納西大學(xué)(University of Tennessee)和橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory)的研究人員組成的團隊研制出了一臺有大腦的機器人。這臺機器人有個親切的名字——“霓虹”,就像是Roomba(iRobot公司智能掃地機器人)和迪士尼皮克斯動畫“機器人總動員”締造的一個混血兒。它能夠在空間中導(dǎo)航,同時通過感應(yīng)物體來避開障礙物,然后改變方向,避免撞到它們。美國田納西大學(xué)的神經(jīng)形態(tài)研究小組把成功研制這臺機器人視為向新無人機技術(shù)邁進的一步。
“神經(jīng)形態(tài)”術(shù)語意味著計算機科學(xué)家的“大腦”??梢哉f,機器人從接連它們的電腦處獲得智力,而“霓虹”這臺機器人不是?!按蠖鄶?shù)計算機都運行代碼,”神經(jīng)形態(tài)研究小組的顧問Mark Dean教授說?!啊藓纭瘷C器人里沒有代碼。它有神經(jīng)元和突觸,并根據(jù)訓(xùn)練的內(nèi)容來運作?!痹摍C器人原型仍然需要用計算機啟動,但是一旦打開,它就不需要外部編程來進行移動了。
在田納西州大學(xué)研究人員Parker Mitchell和Grant Bruer用一個小型筆記本電腦演示了這臺機器人。當(dāng)機器人指示燈一亮,他們就把機器人放置在迷宮內(nèi)的水泥地上,迷宮由錐形筒和塑料筒圍成,他們時不時會走到迷宮前面,測試它的反應(yīng)時間。這個小心翼翼的機器人在房間里旋轉(zhuǎn)著,偶爾還會有螺絲脫落,它的眼珠不停地轉(zhuǎn)動,活像《地球脈動2》(英國廣播公司播出的紀(jì)錄片)里的火烈鳥。在訓(xùn)練中,“霓虹”學(xué)會了害怕碰撞,變得更聰明,每次在接近某物時都表現(xiàn)得更準(zhǔn)確。
01
適者生存
為了讓“霓虹”達到這一點,許多代的“霓虹”機器人不得不接受橡樹嶺國家實驗室的旗艦版超級計算機“泰坦”(Titan)的高風(fēng)險訓(xùn)練,這可能會讓一些軍事訓(xùn)練營蒙羞。
前田納西州大學(xué)學(xué)生、橡樹嶺國家實驗室研究員Katie Schuman是該研究團隊的導(dǎo)師。Schuman說:“我們通過模擬來操作它,下一步是訓(xùn)練大腦不僅可以避開物體,而且可以針對特定物體。它被賦予動機去盡可能多的地方,而不會有任何影響。”Schuman提到的動機是生存,在“泰坦”18000臺電腦的24小時訓(xùn)練期間,成千上萬甚至上百萬個版本的“霓虹”在她的手中死去。當(dāng)然,機器人不會感到疼痛,但如果可以的話,這將是一個非常悲傷的故事?!熬拖襁m者生存一樣,”Mitchell說?!昂玫拇竽X會繼續(xù)運轉(zhuǎn),壞的大腦會死亡?!边@樣,大腦就會隨著時間的推移而進化。Mitchell和Bruer賦予這個小小的大腦一個身軀,從而可以投入工作。在這個神經(jīng)形態(tài)研究團隊中,大約有20名工程專業(yè)學(xué)生做出了自己的貢獻。
Schuman說,看著“霓虹”的各種迭代,他們開始注意到關(guān)于它的學(xué)習(xí)方式的一些趣事。例如,早期的“霓虹”碰到角落時,為了逃離出來,它們會旋轉(zhuǎn)幾次。現(xiàn)在“霓虹”只需要適當(dāng)?shù)馗淖兎较蚓涂梢粤?。同樣地,該機器人總是朝同一個方向轉(zhuǎn)動,從角落里走出來,或者遠(yuǎn)離障礙物。她說:“我認(rèn)為這是一個效率的特性,因為它的目標(biāo)是覆蓋盡可能多的地面?!?/p>
02
應(yīng)用
“霓虹”機器人的潛在應(yīng)用不會只停留在無人駕駛飛機領(lǐng)域。Dean教授表示,擁有像“霓虹”一樣小的大腦的自主機器人非常罕見,這使得該機器人適用于資源稀缺、體重受限的環(huán)境中。這可能是無人機,但也可以應(yīng)用于衛(wèi)星和水下交通工具。
Dean教授稱,下一步是訓(xùn)練大腦,使機器人不僅可以避開物體,而且可以針對特定物體。他說:“我們的首要目標(biāo)是建造能夠適應(yīng)所處環(huán)境的事物,這樣它們就能根據(jù)所學(xué),在不同的環(huán)境中生存?!?/p>
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原文標(biāo)題:神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)有望成為智能無人系統(tǒng)的關(guān)鍵
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