原創(chuàng) 楊 暢 智東西
走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入辦公室，谷歌Everyday Robots的機(jī)器人能“自學(xué)”。
編譯 | 楊暢
編輯 | 李水青
智東西11月27日?qǐng)?bào)道，近期，谷歌母公司Alphabet的機(jī)器人團(tuán)隊(duì)“Everyday Robots”將其研發(fā)的100多臺(tái)機(jī)器人落地，部署在其山景城的園區(qū)內(nèi)，測試其自主執(zhí)行擦桌子、推凳子、開門等日常任務(wù)能力，這一成果也首度公布于眾。
與市面上常見的機(jī)器人不同，這些機(jī)器人可以在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中完成多項(xiàng)任務(wù)，并且能夠自主學(xué)習(xí)。比如，他們能通過不到一天學(xué)習(xí)時(shí)間，以90%的成功率完成開門動(dòng)作。
01.
100多個(gè)機(jī)器人，進(jìn)出谷歌辦公室自主干活
Everyday Robots的首席機(jī)器人官Hans Peter Br?ndmo說：“我們現(xiàn)在運(yùn)營著一支由100多個(gè)機(jī)器人原型機(jī)組成的機(jī)器人隊(duì)伍，它們?cè)谖覀兊霓k公室周圍自主執(zhí)行一系列有用的任務(wù)。”
機(jī)器人可以完成很多幫助人的日常工作，例如有人把垃圾放進(jìn)了錯(cuò)誤的垃圾桶，機(jī)器人可以幫忙將垃圾重新分類。
再比如，如果有人沒有顧得上扔垃圾，機(jī)器人能幫他把桌子上的垃圾收到機(jī)器人的垃圾盤上，再扔到垃圾桶里。
除了垃圾分類，Everyday Robots的機(jī)器人還能幫忙擦桌子。
機(jī)器人不僅可以幫忙完成其清潔工作，在研究人員的演示視頻中，機(jī)器人還表演了切菜和微波爐熱東西。
機(jī)器人利用其抓手還能幫忙開門，像打開會(huì)議室的門，檢查房間是否需要整理，或者是否缺少椅子。
Everyday Robots團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人由輪子，機(jī)身及機(jī)器臂和頭部的傳感裝置三部分組成，通過機(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)在非結(jié)構(gòu)化的日常環(huán)境中，完成包括上述開門、擦桌在內(nèi)的多種任務(wù)。
早在2016年，Everyday Robots團(tuán)隊(duì)就使用工業(yè)機(jī)器人的小型實(shí)驗(yàn)室配置，來讓機(jī)器人學(xué)習(xí)如何抓取玩具、鑰匙等小型物體，當(dāng)時(shí)一個(gè)機(jī)器人需要四個(gè)月的時(shí)間才能學(xué)會(huì)簡單的抓取，成功率為75%。
現(xiàn)在，Everyday Robots團(tuán)隊(duì)取得了新的進(jìn)展：單個(gè)機(jī)器人學(xué)習(xí)如何執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)，例如開門任務(wù)，在不到一天的實(shí)際學(xué)習(xí)中，任務(wù)成功率可以達(dá)到90%。
02.
機(jī)器人換個(gè)場景就干不了活了？No！
根據(jù)負(fù)責(zé)谷歌“moonshot stuff（登月計(jì)劃）”Astro Teller的說法，Everyday Robots的目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)通用的學(xué)習(xí)型機(jī)器人。
目前市面上常見的機(jī)器人非常擅長三件事情：力量、精度和重復(fù)性工作。
Hans講道，現(xiàn)在的大多數(shù)機(jī)器人是在專門設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)化甚至帶有照明的環(huán)境中運(yùn)行，這些機(jī)器人完成的任務(wù)非常具體，其程序經(jīng)過精心的編碼，可以在特定時(shí)間用特定方式來執(zhí)行這些任務(wù)，例如在工廠中組裝智能手機(jī)、將芯片放到電腦板上，或者在裝配線上將汽車門提升到適當(dāng)位置。
但是在理解新的空間和環(huán)境、完成多項(xiàng)事情方面，現(xiàn)在的這些機(jī)器人表現(xiàn)糟糕。
Hans說，想象一下，研究人員可以通過編程，讓機(jī)器人拿起一杯咖啡、預(yù)測是否有燈光或者打開一扇門，但換一個(gè)其他場景，機(jī)器人就什么也不會(huì)了。要讓機(jī)器人在人類生活和工作等非結(jié)構(gòu)化和不可預(yù)測空間中發(fā)揮作用，機(jī)器人需要學(xué)習(xí)。
Everyday Robots團(tuán)隊(duì)認(rèn)為未來的機(jī)器人是可以自主學(xué)習(xí)的，可以在事物不斷發(fā)生變化的日常環(huán)境中幫助人類，比如工作場所、醫(yī)院、社區(qū)、家中等，并且能了解如何在已知和未知的環(huán)境中幫助人類完成更多任務(wù)，了解人類偏好，并在人們最需要幫助的時(shí)候伸出援助之手。
03.
軟硬件結(jié)合，打造自主學(xué)習(xí)型機(jī)器人
為了彌合當(dāng)前單一用途機(jī)器人和未來輔助型機(jī)器人的差距，在過去幾年中，Everyday Robots團(tuán)隊(duì)一直在構(gòu)建一個(gè)專門為機(jī)器人學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)的集成硬件和軟件的系統(tǒng)。該系統(tǒng)任務(wù)是將機(jī)器人的學(xué)習(xí)過程從虛擬世界轉(zhuǎn)移到現(xiàn)實(shí)世界。
機(jī)器人的硬件主要有三個(gè)部分：輪子、手臂和傳感器模塊。
Everyday Robots團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人采用的是輪子而不是機(jī)械腿，輪子可以讓機(jī)器人去到幾乎任何地方。
機(jī)器人的手臂系統(tǒng)可以用來完成多項(xiàng)任務(wù)，例如拾取物體、打開抽屜等，并且還是模塊化的，可以根據(jù)任務(wù)需要添加和移除工具，像用于抓取的夾子，用于擦拭的刮刀，用于除塵的刷子等。
為了了解周圍世界，機(jī)器人還配備了一套集成攝像頭、激光雷達(dá)、IMU和保險(xiǎn)杠傳感器的傳感裝置，可實(shí)時(shí)收集視覺和空間數(shù)據(jù)，并且還能處理顏色、深度、飛行時(shí)間和其他信息，便于機(jī)器人在探索周圍環(huán)境時(shí)創(chuàng)建詳細(xì)的環(huán)境地圖。
硬件允許機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)空間中感知和移動(dòng)，而軟件使機(jī)器人能夠適應(yīng)現(xiàn)實(shí)生活的不可預(yù)測性。
軟件幫助機(jī)器人將其硬件系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境的理解。通過監(jiān)督學(xué)習(xí)，機(jī)器人可以分辨出那邊的東西是一張桌子或是一個(gè)罐子，它看到的越多，其感知系統(tǒng)在分割和分類方面的表現(xiàn)就越好，使機(jī)器人能夠區(qū)分越來越多的物體。
在了解周圍環(huán)境后，機(jī)器人的軟件系統(tǒng)通過模仿學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)來幫助機(jī)器人完成新的任務(wù)。
為了加速機(jī)器人學(xué)習(xí)進(jìn)程，Everyday Robots的機(jī)器人操作員團(tuán)隊(duì)通過演示、互動(dòng)和實(shí)時(shí)反饋，給機(jī)器人提供指導(dǎo)。
此外，Everyday Robots還采用了云模擬器Sim來幫助機(jī)器人練習(xí)新技能。Sim可以擴(kuò)展創(chuàng)建幾乎無限數(shù)量的環(huán)境和場景，具有高度的方差和隨機(jī)化，從而使機(jī)器人學(xué)習(xí)所需的時(shí)間從幾個(gè)月減少到幾天。
除了在虛擬環(huán)境世界中使用最新的軟件和機(jī)器學(xué)習(xí)模型測試和訓(xùn)練機(jī)器人，Everyday Robots還在分階段的環(huán)境中訓(xùn)練，以受控的方式在現(xiàn)實(shí)中練習(xí)任務(wù)。
Hans說：“并且我們已經(jīng)證明，我們可以在算法和機(jī)器人開門學(xué)習(xí)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，將機(jī)器人應(yīng)用于一項(xiàng)新任務(wù)——拉開咖啡館的椅子。這一進(jìn)展給了我們希望，即我們制造通用學(xué)習(xí)型機(jī)器人的登月計(jì)劃成為可能?！?/span>
現(xiàn)在，這些機(jī)器人已經(jīng)被放到了谷歌公司的辦公室周圍，接下來一段時(shí)間，在山景城工作的谷歌員工可能會(huì)看到這些機(jī)器人工作。
Hans說，隨著時(shí)間的推移，Everyday Robots會(huì)擴(kuò)大其機(jī)器人原型機(jī)隊(duì)伍要完成的任務(wù)類型和工作場地。
04.
結(jié)語：從實(shí)驗(yàn)室到辦公室
谷歌機(jī)器人潛力不小
2016年對(duì)于谷歌來說應(yīng)該算是特殊的一年，2016年機(jī)器人AlphaGo和圍棋世界冠軍比賽獲勝，全球轟動(dòng)，而成立于2016年的Everyday Robots到如今也走到了比較成熟的階段。
Everyday Robots研發(fā)的機(jī)器人偏向日常生活輔助任務(wù)，比如擦桌子，推椅子，但是能完成的任務(wù)并不單一，相比于送餐機(jī)器人、清潔機(jī)器人等只能完成一樣任務(wù)的服務(wù)機(jī)器人來說，可以一個(gè)機(jī)器人頂好幾個(gè)機(jī)器人。
同時(shí)，自主學(xué)習(xí)機(jī)器人能適應(yīng)更復(fù)雜的環(huán)境，可使用執(zhí)行一項(xiàng)任務(wù)時(shí)學(xué)到的知識(shí)，執(zhí)行其他任務(wù)，擁有不小的潛力。
來源：IEEE Spectrum、Everyday Robots官網(wǎng)、Alphabet官網(wǎng)
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原標(biāo)題：《谷歌母公司聘了100多臺(tái)機(jī)器人，掃地?zé)岵瞬磷雷樱€能自主學(xué)習(xí)》
谷歌母公司聘了100多臺(tái)機(jī)器人，掃地?zé)岵瞬磷雷?，還能自主學(xué)習(xí)
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