谷歌為機(jī)器人注入人工智能。如此，可以輔助完成一些任務(wù)的機(jī)器人，也許有一天就可以為老年人提供一個(gè)支撐臂，或者分類垃圾?
在最近一次參觀 Alphabet X 實(shí)驗(yàn)室后，國外知名媒體人 Tom Simonite，在 wired 文章中講述了一個(gè)這樣的小插曲：
“我倒掉咖啡，把杯子放在了一個(gè)標(biāo)有“罐頭和瓶子”的托盤上。這種“違規(guī)”行為很快就得到了補(bǔ)救。20 分鐘后，一個(gè)只有一只手臂、高達(dá)胸部的輪式機(jī)器人疾馳而過，并用裝在它扁平腦袋里的 3D 攝像機(jī)，觀察著杯子。然后，它伸出手臂，用兩個(gè)結(jié)實(shí)的黃色手指，把這個(gè)錯(cuò)誤的杯子，移到旁邊“堆肥”標(biāo)簽的綠色托盤上”。
快想想他的樣子，這就是個(gè)可以走出動(dòng)畫的瓦力啊!
真機(jī)版“瓦力”
這個(gè)可以識(shí)別垃圾的機(jī)器人，來自于一個(gè)名叫“Everyday Robot”的項(xiàng)目。
眾所周知，垃圾識(shí)別類的機(jī)器人項(xiàng)目已開發(fā)多年，但是在公共領(lǐng)域應(yīng)用的思考，對于 X 來說才剛剛開始。
應(yīng)用從自己家開始：
在山景城 X 之家附近，一些新機(jī)器被成圈地放置在垃圾站前，供二樓的工作人員使用。用來練習(xí)他們的導(dǎo)航，和將垃圾從堆肥和垃圾填埋場垃圾中分類回收的能力。
另外一些相同設(shè)計(jì)的機(jī)器人，則被安排在 Alphabet 大樓附近。項(xiàng)目的核心恰恰在于 X 大樓的二樓。
仿佛是對辦公室生活的一種諷刺：
與 X 工程師的辦公桌混在一起，靠近窗戶俯瞰的最佳位置，近 30 個(gè)灰色的單臂機(jī)器人在各個(gè)工作站上勞作。每個(gè)人站在裝滿垃圾的三個(gè)托盤前，一整天都在把垃圾分配到不同的托盤里，分為“堆肥”和“填埋”，以便回收。
當(dāng)機(jī)器人把所有東西都放好后，它會(huì)在每個(gè)托盤上抬起一個(gè)把手，把分類好的垃圾倒入下面的垃圾桶里，然后，一個(gè)人類主管會(huì)把新一批垃圾，分給他們繼續(xù)分類。這個(gè)系統(tǒng)被 X 工程師命名為 playpen。
這個(gè)有意思的項(xiàng)目出就自于山景城里的 X 實(shí)驗(yàn)室。
背靠谷歌母公司 Alphabet，成立于 2010 年的 X 實(shí)驗(yàn)室，曾不時(shí)冒出過一些如太空升降梯、氣球上網(wǎng)、海水提煉燃料、智能眼鏡等天馬行空的想法，但他們有一個(gè)目標(biāo)：系統(tǒng)化挑選有前途技術(shù)。這個(gè)創(chuàng)意工廠堅(jiān)持三個(gè)重要條件，排除那些 99% 的跨不過“高門檻”的項(xiàng)目：
1. 必須是解決能夠影響數(shù)百萬甚至數(shù)十億人的大問題
2. 必須提出徹底解決這個(gè)問題的辦法
3. 必須有突破性的技術(shù)來解決問題。
這么看來，垃圾分類機(jī)器人也許就能實(shí)現(xiàn)以上三點(diǎn)中的其中一點(diǎn)。
如何創(chuàng)造“瓦力”
領(lǐng)導(dǎo) X 實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人項(xiàng)目的漢斯——彼得·布朗多希望有一天能制作出幫助老年人在家里更獨(dú)立生活的機(jī)器人版本
垃圾分類不是項(xiàng)目的最終目標(biāo)?！拔覀兿雵L試制造這樣的機(jī)器人，你明白，就是能夠和我們一起生活，幫助我們在日常生活中度過難關(guān)的那種，”領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的挪威高管漢斯-彼得·布朗多(Hans-Peter Brondmo)說道。這就是該項(xiàng)目的“登月計(jì)劃”，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室自我神化的代指。
垃圾分類被視為一項(xiàng)對于便利的挑戰(zhàn)，被用來驗(yàn)證該項(xiàng)目的方法，以便于創(chuàng)造更具能力的機(jī)器人。它利用與谷歌合作開發(fā)的人工智能軟件，制造出可以通過在職體驗(yàn)，學(xué)習(xí)復(fù)雜任務(wù)的機(jī)器人。希望能使機(jī)器人在技術(shù)上減少對人類編碼的依賴，并能快速適應(yīng)復(fù)雜的新任務(wù)和環(huán)境。
這個(gè)移動(dòng)錯(cuò)位咖啡杯的機(jī)器人使用了一個(gè)控制系統(tǒng)，即前文提到的 playpen。該系統(tǒng)是由數(shù)十個(gè)機(jī)器人，耗時(shí)五個(gè)月，通過收集每周五天的垃圾分揀經(jīng)驗(yàn)，磨練而成。X 實(shí)驗(yàn)室表示，它的“獵月”員工們通常把大約 20% 的垃圾放錯(cuò)位置，而這些機(jī)器人可以將這一比例降低至 4% 以下，來幫助 Alphabet 實(shí)現(xiàn)山景城的回收目標(biāo)。
傳統(tǒng)意義上，機(jī)器人遵循人類編碼員編寫的特定指令。通常，機(jī)器人會(huì)在工廠等受控環(huán)境中工作。但是，在家中或是辦公室里，幫助人們的機(jī)器人面臨著太多環(huán)境的變化，而編碼人員無法預(yù)測，或是對這些變化作出對響應(yīng)。
“這只不過是打鼴鼠的游戲，”本杰·霍爾森(Benjie Holson)說。這個(gè)留著胡子，穿著錫制機(jī)器人襯衫的軟件工程師，看著游戲室里慢慢地移動(dòng)的機(jī)器人說：“我們最大的賭注是編寫一個(gè)程序，讓機(jī)器人在野外練習(xí)打鼴鼠?！?
布朗多則說：“我們還沒有解決整個(gè)問題，但我們已經(jīng)取得了足夠多的進(jìn)展，對于我們正在做的事情，我們有很有信心。”
正當(dāng)他說話時(shí)，機(jī)器人偶爾會(huì)在垃圾站之間來回走動(dòng)。偶爾從他的辦公室經(jīng)過。這樣也能看出項(xiàng)目目前的進(jìn)展和局限。同時(shí)每一個(gè)機(jī)器人都有至少一名 X 員工的看護(hù)，如果出了什么問題，可以按機(jī)器人脖子上的紅色按鈕停止他的行動(dòng)。
一場數(shù)百萬美元的混戰(zhàn)
“Everyday Robot”項(xiàng)目最早開始于 2013 年。
2013 年，谷歌高管、安卓(Android)聯(lián)合創(chuàng)始人安迪·魯賓(Andy Rubin)辭去了該公司 Android 移動(dòng)軟件部門的領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。在他離開之前，該部門進(jìn)行了一些引人注目的收購：這些初創(chuàng)公司的技術(shù)從全人形機(jī)器人到工業(yè)機(jī)器手臂等，其中包括 MIT 分支的波士頓動(dòng)力(Boston Dynamics)。
瘋狂地用公司支票給機(jī)器人消費(fèi)的行為，讓谷歌開始認(rèn)真做起了機(jī)器人。
但魯賓從來沒有公開地為那些機(jī)械生物提出過明確的策略。在被指控性騷擾后，于 2014 年離開了谷歌，把剩下的問題留給了其他人。
2016 年，布朗多加入了 X 實(shí)驗(yàn)室。就在他剛剛加入之前，Alphabet 的領(lǐng)導(dǎo)們認(rèn)為 X 實(shí)驗(yàn)室是其脫節(jié)機(jī)器人技術(shù)孵化的最佳場所(波士頓動(dòng)力公司于 2017 年被出售給日本軟銀集團(tuán)。)
也許是因?yàn)?X 實(shí)驗(yàn)室是世界上唯一一個(gè)鼓勵(lì)、甚至要求定期探究荒唐想法的組織。
就像上文中提到的那樣，X 實(shí)驗(yàn)室曾悄悄地探討過太空升降梯和冷核聚變方案，放棄了嘗試過的磁懸浮式的懸浮滑板、海水燃料設(shè)計(jì);但他們也成功制造了能配送空氣動(dòng)力套件的無人機(jī)，用各種各樣方式生產(chǎn)的自動(dòng)駕駛汽車，以及設(shè)計(jì)了通過眼淚就可以測試糖尿病患者血糖水平的隱形眼鏡。
盡管項(xiàng)目攔截率高達(dá) 99%，他們還是出產(chǎn)了 Waymo 無人駕駛、Google Watch、Dandelion 地?zé)崮茉匆约?Verily 醫(yī)療等“畢業(yè)項(xiàng)目”。
根據(jù)今年 3 月的一份報(bào)告顯示，谷歌顯然正在重新涉足機(jī)器人領(lǐng)域。X 的領(lǐng)導(dǎo)層利用谷歌的機(jī)器人“殘羹剩飯”創(chuàng)建了多個(gè)“登月項(xiàng)目”。由布朗多領(lǐng)導(dǎo)的 Everyday Robot 是第一個(gè)被公開的。其新機(jī)器人也在學(xué)習(xí)如何抓取，但谷歌的工作似乎與日常機(jī)器人有所不同。
谷歌的人工智能研究小組參與了這一“賭注”。它專門研究機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從示例數(shù)據(jù)中獲取技能，并在大約五年前開始將其應(yīng)用于機(jī)器人控制。X 工程師在這個(gè)項(xiàng)目上進(jìn)行了合作，并托管了硬件。
這項(xiàng)合作的第一個(gè)成果被稱為“手臂農(nóng)場”。
14 個(gè)工業(yè)機(jī)器人手臂，簡單地把握住的一些鋼筆、毛絨玩具和畫筆等雜物放在裝滿的托盤前。研究人員編寫了一些初始代碼，指導(dǎo)機(jī)器人抓取物體，并讓它們一遍又一遍地執(zhí)行。他們成功和失敗的數(shù)據(jù)都會(huì)提供給機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，逐漸完善機(jī)器人的能力。經(jīng)過兩個(gè)月 80 萬次的嘗試，它成功地抓住了 80% 以上的物體。
Alphabet 公司正在其兩棟大樓內(nèi)測試?yán)诸悪C(jī)器人，他們在那里進(jìn)行查房，檢查垃圾是否正確分類
Everyday Robot 的負(fù)責(zé)人漢斯-彼得·布朗多告訴《連線》雜志，他希望有一天能制造出一個(gè)能幫助老人的機(jī)器人。但他也承認(rèn)，這樣的事情可能要過幾年了——所以目前看來，機(jī)器人在分類垃圾方面會(huì)不斷進(jìn)步。
X 和 Google 后來增加了一種稱為強(qiáng)化學(xué)習(xí)(reinforcement learning)的技術(shù)，被應(yīng)用于棋盤游戲 Go 中并歷史性地?fù)魯∫幻谲?。還被用來和來自 arm farm 的數(shù)據(jù)結(jié)合，這部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于與機(jī)器人在模擬實(shí)驗(yàn)室中的數(shù)字雙打。結(jié)合仿真數(shù)據(jù)，七個(gè)實(shí)體機(jī)器人不到一天的工作，就為系統(tǒng)提供了足夠的數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)可以在 90% 以上的時(shí)間成功地抓取物體。
X 的 playpen 系統(tǒng)中的機(jī)器人，為這種方法的改進(jìn)提供了動(dòng)力。
他們每天一遍又一遍地分類和抓取垃圾。到了晚上，在一些如 X 實(shí)驗(yàn)室兩倍的建筑中，收集更多的經(jīng)驗(yàn)。這兩項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)結(jié)果，每晚都被用于調(diào)整控制系統(tǒng)的算法。經(jīng)過質(zhì)量控制檢查，以避免流氓機(jī)器人。每星期或每兩個(gè)星期控制系統(tǒng)都會(huì)得到一個(gè)升級(jí)。
自 6 月份開始，這些機(jī)器人已經(jīng)將他們分類的錯(cuò)誤率減少到 3.5%。在這個(gè)過程中，機(jī)器人開發(fā)出了更可靠的方法。當(dāng)物品被它們擊倒時(shí)，它們可以更好地將手指放在杯子和罐頭之類的物品上，抓起來?；ㄔ?playpen 上的時(shí)間，可以看出一些驚人的技術(shù)復(fù)雜度。playpen 的機(jī)器人有時(shí)會(huì)使用滑動(dòng)或攪拌動(dòng)作來移動(dòng)物品，這種方式更便于它們看到和抓取。
你不必花很長時(shí)間和 X 的機(jī)器人呆在一起，就能明白他們還沒有做好服務(wù)日常的準(zhǔn)備。
在 playpen 中，一個(gè)機(jī)器人抓向稀薄的空氣，而不是它看起來要瞄準(zhǔn)的碗。不受受驚，它其實(shí)真正放下它的動(dòng)作。有時(shí)它們也會(huì)和托盤邊緣發(fā)生碰撞，或摸索物體。如果一個(gè)機(jī)器人失去了一根手指，監(jiān)督它的工程師會(huì)立馬揮舞著螺絲刀跳起來。
為該項(xiàng)目定制的機(jī)器人，結(jié)合了由 Waymo 開發(fā)的 3D 激光掃描儀或激光雷達(dá)等高端部件，以及廣泛使用的塑料，這會(huì)使未來的商用版本更加實(shí)惠。這項(xiàng)工作也正在進(jìn)行中。
機(jī)器人設(shè)計(jì)師 Justine Rembisz 說：“因?yàn)槲覀冞€處在這個(gè)過程的早期，而它們并不總是按照我們希望的方式工作。”
X 公司有一個(gè)機(jī)器人法醫(yī)小組，全天致力于找出機(jī)器的故障。
一個(gè)最新案例需要弄明白的是，當(dāng)機(jī)器人被引入第二座 Alphabet 大樓進(jìn)行測試時(shí)，它們?yōu)槭裁淳芙^移動(dòng)。結(jié)果表明，建筑物天窗的光線，使機(jī)器的傳感器在地板上產(chǎn)生幻覺。
“機(jī)器人的癥狀常常讓人有些困惑，”法醫(yī)小組的負(fù)責(zé)人莎拉·科(Sarah Coe)這么說。
最大的疑惑在于，機(jī)器學(xué)習(xí)是否真的能讓機(jī)器人完成許多不同的日常任務(wù)。
“每個(gè)人都有這樣的直覺，”加州大學(xué)伯克利分校教授、創(chuàng)業(yè)協(xié)變公司(startup Covariant)的聯(lián)合創(chuàng)始人彼得·阿比爾(Pieter Abbeel)說，該公司尋求將機(jī)器人學(xué)習(xí)應(yīng)用于工業(yè)和商業(yè)環(huán)境?！澳銓W(xué)會(huì)了分類垃圾，于是現(xiàn)在又能更快地學(xué)會(huì)下一件事，也許還能擺好桌子?！?
盡管 X 實(shí)驗(yàn)室和他人取得了令人鼓舞的成果，但還沒有人證明直覺是正確的。
阿比爾說：“沒有確鑿的證據(jù)表明，機(jī)器人技術(shù)中的任務(wù)之間存在大量的轉(zhuǎn)移。“也許人們還沒有建立一個(gè)足夠大的實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)它?！?
布朗多說，如何證明花幾個(gè)月時(shí)間學(xué)習(xí)的垃圾分類，將有助于他的機(jī)器人更快地完成其他任務(wù)，是他團(tuán)隊(duì) 2020 年優(yōu)先的任務(wù)之一。
當(dāng)被問及在多久之后，日常機(jī)器人才能成為有用的幫手時(shí)，他談到，在遙遠(yuǎn)的一天，這樣的機(jī)器如何幫助像他母親這樣的一類人——他母親最近已經(jīng) 81 歲了，每天靠著看護(hù)的四次到訪維持正常生活。
“當(dāng)我給她打電話時(shí)，她說的第一句話總是『機(jī)器人什么時(shí)候來』，”布朗多說。這個(gè)問題是開玩笑的，他的答案也是?！拔艺f，『嗯，可能還要再過幾年?！弧?
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