機器人都能互相教學了，你還不好好學習嗎

（文：雪杉非狐）上個月英國的人工智慧AlphaGo與柯潔九段腦力大戰火光四射，這邊美國的行動派機器人也不甘落後搞出了大新聞——在MIT計算機科學與人工智慧實驗室（CSAIL）里，研究者讓一台機器人把從人類那裡學到的動作教給了另一台機器人朋友。

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機器人的動作。圖片來源：MIT CASIL

機器人學習動作通常有兩種方式，示教學習（learning from demonstration）和運動規劃（motion-planning techniques）。前者是人類示範動作，機器人模仿學習，後者大部分依靠程序員編程，精確設計各種動作。然而，這兩種方式都有一定的局限，示教學習的結果很難應用到不同的情景之下，而運動規劃需要專業人員編程，而且往往耗時很長。

Claudia Pérez-D』Arpino是MIT計算機科學與人工智慧實驗室的博士研究生，她月底即將發表一篇有關C-LEARN系統的論文，這一系統結合了示教學習和運動規劃這兩種方式，使得機器人可以完成人類僅示範一次的一連串的動作，而且還能把這些動作教給其他的機器人。

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機器人教學。圖片來源：MIT CASIL

其中的關鍵在於為機器人打造一個信息知識庫，包括各種獨立動作的完成方式，例如抓取、平移、旋轉，還有各種不同的操作對象的特徵，比如圓柱、輪胎、方向盤等等。有了這樣一個知識庫，再加上一次連貫的動作示範，機器人就可以提取知識庫之中類似的片段，自動生成一個運動規劃。知識庫中的基本動作和目標動作示範都以示教學習的方式實現，這樣不需要專業的編程技能就可以完成。如果在此基礎之上進行少量的人工校正，機器人完成任務的成功率還可以進一步提升。

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機器人視角。圖片來源：MIT CASIL

Claudia說：「這種方式其實和人類學習非常類似，我們看到別人做某件事，然後與我們對世界已有的理解相聯繫。我們其實也不可能只看一次示範就神奇地全都學會，所以我們的方式也是把新的信息和已有的知識進行匹配。」

機器人阿特拉斯。圖片來源：MIT DRC

阿特拉斯（Altas）身高195cm，體重182kg，像人一樣有四肢。與它相比，擎天柱（Optimus）只是一個小不點（不是變形金剛里的那個擎天柱哈），行走江湖靠的是輪子。不過，依靠C-LEARN系統，小不點也可以教給老大哥各種動作。

擎天柱。圖片來源：MIT Interactive Robotics Group

在擎天柱把動作教給阿特拉斯的時候，只要在後者的知識庫中增加針對自己的動作要領就可以了，比如與擎天柱相比，阿特拉斯完成同樣動作的時候還需要保持兩腳獸的平衡。在Pérez-D』Arpino的實驗中，阿特拉斯接受了擎天柱傳送來的知識，無師自通地學會了開門、移動物品、從容器中取出物體等多個動作。

目前，C-LEARN系統還不能處理太複雜的任務。如果示範動作時沒有障礙物，後期操作時機器人就無法避免與其他東西相撞。機器人也還不會調換動作的順序，比如把從容器中取出的物體再放回去。不過研究小組希望進一步利用人類學習的思路，讓機器人完成更多的動作。

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機器人移動水杯。圖片來源：MIT CASIL

那麼機器人會不會有一天學會互相擁抱呢？

阿特拉斯：「話雖如此，我們的設計用途好像都是拆彈呢……」

擎天柱：「擁抱算什麼，我還演過舞台劇呢！」

信息來源：

http://news.mit.edu/2017/mit-csail-teaching-robots-to-teach-other-robots-0510

https://www.wired.com/2017/05/little-robot-taught-big-robot-thing-two/

http://www.sciencemag.org/news/2017/05/look-out-robots-could-soon-teach-each-other-new-tricks

https://interactive.mit.edu/c-learn-learning-geometric-constraints-demonstrations-multi-step-manipulation-shared-autonomy

http://people.csail.mit.edu/cdarpino/MIT2016/index.html

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