说到与人交流,没有哪个机器人能比得上C-3PO了吧。《星球大战》中的这个礼仪机器人经过多次改造,已经精通600万种沟通方式,并且懂得各地风俗,可以说是机器人的最高境界了。
在现实生活中,机器人最初是为了代替人类做大量重复的体力活而产生的。现在,各式各样的机器人已经走进医院、商场,甚至飞上太空给宇航员拍照,可以说,机器人正加速融入我们的生活。
麻省理工学院的教授Julie Shah说:“即使在10年前,机器人还只是在做些危险、肮脏、无聊的体力劳动,人们得离它远远的,避免发生意外。而现在,机器人已进入到生活的方方面面。”
虽然拉近了与人的距离,可机器人毕竟是由程序操控的,研究人员正寻找各种方法能让机器人和人类安全地和平共处。
尽管我们不知道C-3PO的600万种沟通方式具体有哪些,但是最重要的沟通形式可能是非语言的,因为我们的视觉能够接受大量信息,比如看到的手势和信号灯都能转化成沟通信息。把这些非语言信号运用到机器人上,人机协作的效果将事半功倍。
机器人要给人类传达信号
马萨诸塞大学的计算机教授Holly Yanco表示,一种较为简便的方法就是让机器人展示通用的标志。“我不需要知道机器人在做什么,我只要保证这对我来说是安全的就足够了。”
她的学生Daniel Brooks调查发现,把信号灯改成简单的对号或问号,机器人就能够识别。
不过,Yanco教授指出,文化不同,对图形或手势的理解也不一样。另外一种方法是让机器人展示人类所熟知的东西。
比如Rethink Robotics的双臂机器人Baxter,他所配备的平板电脑上可以显示一张卡通脸,通过眼睛和表情的变换,人们可以一眼就知道它的注意力在哪,下一步将会移动哪只手臂。
在观察中学习
Shah教授领导的MIT协作机器人小组专注于为机器人提供精神和感官的灵活性,从而增强它们的功能。他们希望打造一个能够通过观察人类同事的动作,从而调整自己,与人类完美合作的机器人。Shah教授表示,这并不是天马行空的想法。
该团队去年测试了一个系统,在成为护士和医生的“学徒”之后,机器人成功地提出了患者护理建议。最终,该系统在波士顿医院的部分试点试运行,它能收集医院白板上手写的住院数据,并能提供实时咨询。
不过,就算机器人的大脑再聪明,如果不能识别人类动作,也是不起作用的。Shah教授说:“如果人们在狭窄的地方工作,身体姿势和动作手势将会变得非常重要。”
她的团队还利用机器学习和生物物理建模来帮助机器人读懂人类肢体语言,并帮助它预测人类同事接下来会向哪移动。例如,跟踪一个人的步行速度和头部方向能够提早预测到接下来他会转向哪里。
“虽然我们每天都做这样的动作,但我们从来没思考过。动一动肩膀或手臂只需四分之一秒或半秒,如果利用机器学习来训练它们,机器人预测的准确度可以达到75%。”Shah说道。
机器人也会读心术
除了Yanco和Shah,有些研究人员认为不需要将机器人限制在人的感觉上。麻省理工的CSAIL实验室开发的另一个系统可以让机器人读懂人脑,或者知道人的具体想法。
波士顿大学的教授Frank Guenther在研究猴子的大脑与计算机交互时惊奇地发现,特定信号在嘈杂的神经活动背景下能够异常清晰地表现出来。当他们故意出错时,猴子能够感觉到这种异常,计算机则将其标注为所谓的“错误电位”。
这种信号强度足以通过电帽检测到,并且每个人的波形都相差不大。研究人员设计了一个系统,让Baxter依据他所接收到的“错误电位”对油漆罐和线轴分类。Baxter先随机分类,如果实验人员发现它出错了,Baxter就能感知到电位变化,进行自动改正。
目前,机器人的精确度只有85%,还没有达到实际运行的标准。不过Guenther希望最终能将这项发明运用到自动驾驶或机器人监测系统上。
造出万能的C-3PO还有很长的路要走,但是Yacon认为我们刚刚看到机器人与人类结合所产生的可能性。“我们还处于探索初期,未来还有待发掘。”