图片来源于研究论文
就像一对可以预测彼此一举一动的老夫妻一样，哥伦比亚工程公司(Columbia Engineering)的机器人学会了如何根据视频的几个初始帧预测伙伴机器人的未来行动和目标。
当两个灵长类动物长期合作时，可以很快学会预测室友、同事或家庭成员的近期行为。人类这种预见他人行为的能力，使得彼此更容易生活融洽，合作成功。相比之下，即使是最聪明、最先进的机器人，也无法实现这种社交要求。但是，现在这一切可能都会改变。
这项研究在哥伦比亚工程公司的创新机器实验室(Columbia Engineering's Creative Machines Lab)进行。该实验室由机械工程学教授Hod Lipson领导，目的在于使机器人能够完全通过视觉观察来理解和预测其他机器人的目标。
研究人员首先建造了一个机器人，并将其放置在大小约为长90cm、宽61cm的围栏中。他们对机器人进行了编程，使其搜寻并朝着可以看到的任何绿色圆圈移动。但是其中包括一个陷阱：有时，机器人可以看到一个绿色圆圈，并直接向其移动。但是有时，绿色圆圈会被一个高大的红色纸箱遮住。在这种情况下，机器人要么向另一个绿色圆圈移动，要么根本不移动。
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在观察到它的同伴机器人运动了两个小时后，观察型机器人开始预测同伴机器人的目标和路径。在不知道同伴机器人是否被红色纸箱挡住的情况下，100次实验中，观察型机器人共有98次能够成功预测其同伴的目标和路径。
该项研究由Boyuan Chen主导，与计算机科学助理教授Carl Vondrick合作完成，研究成果发表在《科学·报告》上，Boyuan Chen说：“我们的初步结果令人兴奋，我们的发现开始证明机器人如何从另一个机器人的角度看世界。可以这样说，并且可以这样理解，在不需要被引导的情况下，从其同伴的有利角度看，无论其同伴是否可以看到绿色圆圈，观察型机器人将自己置于对方的角度进行观察的能力也许是一种共情的原始形式。”
在设计实验时，研究人员期望观察型机器人将学会对同伴机器人的动作做出预测。然而，研究人员没有想到的是，观察型机器人仅用几秒钟的视频作为提示就能准确地预见其同伴未来的动作。
研究人员承认，机器人在这项研究中表现出的行为远比人类的行为和目标简单。但是，研究人员认为，这可能是将认知科学家称为的“心智理论” (ToM)运用到机器人的开始。在3岁左右时，孩子们开始认识到其他人可能与他们有不同的目标、需求和观点。这让捉迷藏等游戏以及撒谎这样的复杂行为成为可能。从更广泛的意义上讲，ToM被认为是人类和灵长类动物认知能力的主要区别标志，并且是复杂和适应性社会互动(例如合作、竞争、同情和欺骗)中必不可少的因素。
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此外，在使用口头语言描述他们的预测方面，人类比机器人更擅长用口头语言来描述自己的预测。因此研究人员让观察型机器人以图像而不是文字的形式进行预测，以避免处于语言描述中的劣势。Lipson推测，机器人在视觉上预测未来行为的能力并不是独一无二的，“我们人类有时也会在视觉上进行思考。人类经常会在大脑中而不是言语中想象未来。”
Lipson承认研究中存在许多道德问题。这项技术将使机器人更具弹性和实用性，但是当机器人可以预见人类的思维方式时，它们也可能学会操纵这些思想。
Lipson说：“我们认识到机器人不会长期保持消极跟随指令行动。像其他形式的高级AI一样，我们希望决策者可以帮助控制这种技术，以便所有人都能从中受益。”
这项研究的标题为《机器人心智理论的视觉行为建模》。
翻译：周慧颖
审校：汪茹
引进来源：哥伦比亚大学工程与应用科学学院
本文来自：中国数字科技馆
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