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未來機器人:一起工作 互相學習

發佈時間:2019-08-21 16:27:32  |  來源:科技日報  |  作者:余昊原  |  責任編輯:蘇菁

據美國《連線》雜誌網站近日報道,目前大部分人工智慧研究都集中在個體智慧體(Agent,指能自主活動的軟體或者硬體實體)上,人工智慧系統也一直是作為個體運作,但這些個體智慧體不能組合成一個團隊來學習、工作,也不能相互協作完成相應的任務。麻省理工學院航空航太教授喬納森·豪認為,這種工作模式喪失了一個巨大的機會,未來機器人應該一起工作,互相學習。

在分佈計算領域,人們通常把在分佈式系統中持續自主發揮作用並具有自主性、交互性、反應性和主動性的計算實體稱為Agent。例如一輛單獨行駛在街道上的汽車,一種能根據周圍環境變化而不斷調整的恒溫器。

豪領導的研究團隊一直致力於研究改變“移動和人工智慧設備相互協作和學習的方式”,希望通過人工智慧的核心能力——機器學習,幫助智慧對象,使彼此更智慧。

豪認為,未來機器人可以互相學習,共同工作,從而改變物流(機器人完成訂單並送貨到府)和太空探索(機器人合作探索新領域)等行業。而真正的挑戰是為這些人工智慧機器人在實驗室之外的真實世界做好準備,這才是人工智慧應該涉獵的領域。

機器人個體結成團隊工作

現實世界遠比人工智慧機器人開發實驗室環境複雜。在團隊工作中,人類會思考,其他人在做什麼?如何共同完成任務?這個任務會發生怎樣的變化?等等。而這些問題,都將是機器人以團隊形式工作時所需要“考慮”的。

為了讓機器人以群體形式工作,豪帶領的團隊讓智慧體在周邊環境中反覆試驗,像人類一樣學習。團隊利用他們自己開發的新演算法,以及機器人行業的經驗,對其進行了優化,使用了一種名為強化學習的機器學習技術,讓它們適應周邊環境。

團隊甚至更進一步研究了“多智慧體”參與時發生了什麼。“多智慧體”強化學習這門新興學科存在許多難題,包括:如何讓獨立的智慧體在其他方面建立共識並達成一致?如何確保它們之間不斷的交談不會淹沒整個網路?當一個有人工智慧功能的機器人認為自己知道正確的做事方式,但它卻錯了時又會發生什麼?

豪説:“如果我們對什麼時候去吃晚飯都有不同的看法,你需要多少溝通才能達成一致?這看起來相對簡單的問題,但在機器人系統中,我們要處理的問題非常多,通常這些問題都有很多不確定性。”

只有出現了可行的深度學習平臺,才有可能真正回答這些問題。豪和他的團隊使用由亞馬遜的EC2 GPU實例支援的AWS深度學習AMI環境,這些實例不需要管理機架和伺服器,就可以在雲上執行非常複雜的計算。他們的最終目標是訓練和運作強化學習模型的速度和準確性,以保證機器人足以應對現實世界中行為的影響。比如,當機器人意見不一致時,它們之間不斷的嘮叨不會淹沒整個網路。

複雜計算需要雲平臺

在智慧機器人共同學習的理想生態系統中,整體大於部分之和,這需要重大的技術努力才能實現。

在亞馬遜雲服務(AWS)、波音和IBM聯合資助下,豪的團隊已經進行了一段時間的深入研究,通過足夠的計算能力運作複雜的強化學習演算法,使一群機器人保持不斷的通信,並在連線中調整它們的行為。新的強化學習系統被稱為分層多智慧體教學,通過優化獎勵功能和更有效的溝通,成功地提高了機器人在團隊範圍內的學習和協作整合解決問題的能力。利用基於雲的服務,團隊中的每個成員都可以根據自己的需要,訪問盡可能多的計算能力。

“在這種基於模擬的訓練中,我們要測試數百種設置,速度是至關重要的。”豪教授的碩士研究生金東基(音譯)説,“機器學習直接轉化為我們在更短的時間內運作更多迭代的能力。AWS提供了強大的GPU實例,大大縮短了訓練時間,加快了我們的研究步伐。”

豪認為,這項研究商業化需要5—10年的時間,但這可能是未來人工智慧應用的一個基本推動者。他表示,合作、有彈性機器人的用途幾乎是無限的。(余昊原)

 
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