會克服傷害的機器人

知識新知 12/16/2006

紐約綺色佳康乃爾大學專家邦加德(Josh Bongard)團隊設計的機器人會走路,只是無法昂首奔跑;走來笨笨的,搖搖擺擺,用四隻海星一樣的腿蹣跚前進。這些機器人或許模樣欠佳,但卻能用才能來彌補。

邦加德等人造出來的機器人能夠感應到損傷,而且不待人類指令就能回應。一隻腳部分壞掉了,它們就調整自己的步伐來彌補。邦加德表示,如此的機器人最後能匍匐於高危險區域,進行搜救任務,或者探索遙遠的星球,而附近不必有人去修補它們的損壞。

一開始,每個機器人攤平在設計台上,走都不知怎麼走。邦加德團隊在各個連結點輸入資訊,讓機器人了解自身的平衡與角度,機器人才開始有小小的、隨機的動作。

機器人使用資訊來建構電腦模型,預測不同的動作會有什麼後果,另加計比如重力、摩擦、惰性等因素。它謹慎地用小小動作測試每個模組,很像受傷的人把重心放在受傷的腳而試試看能承受多大重量那樣。

邦加德現任職柏林頓(Burlington)的佛蒙特大學,他表示,機器人最不明瞭自身處境時,動作最小最少;一旦它決定好什麼動作最適合自身處境,就開始運作了。

當機器人的動作跟它的模型不再吻合之際,譬如說受損了,那麼機器人就會建造出新的模型,把最新情況吸收進去。

機器人挑選的模型不盡然成功。有時一步出錯,機器人整個就趴下來,或者偶然戳它一下,會叫它四腳朝天,像背躺在地的甲蟲。但是,依邦加德團隊在十一月初《科學》雜誌所寫的,機器人大多數時候還是能蹣跚向前。

其他的機器人,除非程式化的時候先輸入特定應急程式,才能應付損壞;不然呢,機器人就隨機嚐試一切可能的動作,這一點意味它得繞轉過數十萬次運算排行。邦加德的機器人最有調變力,也最有效率。

位在亞特蘭大市的「喬治亞理工學院」設有「機器人運動實驗室」(the Mobile Robot Laboratory),其主任阿爾金(Ronald Arkin)表示,在此之前,它還沒瞧過類似的東西。邦加德的機器人,是「創新機器人學」(evolutionary robotics)的最新發展;那門學域旨在造出機器人,能不必人類幫助,就學習環境,接下來把技術教給其它機器人。

目前邦加德的機器人只單兵操作。他表示,下一步是造出機器人的網絡,讓它們合作;機器人團隊每個「成員」都能由「同儕」的損壞而學習、調適。

阿爾金表示,這一批機器人不禁令他想到《魔鬼終結者》(Terminator)電影的首部曲;邪惡的機器人腿部雖然受損了,但還是拖著自己去找女主角。阿爾金說,邦加德的機器人可謂前兆,暗示真有能力做到那樣子的地步。

【知識通訊評論半月刊五十期】2006.12.16

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