AI新生物:人工智能设计的机器人

作者: 兰天

研究团队开发了一种人工智能(AI),可以从头开始智能设计机器人。

从第一个生命开始,到直立行走的人类,地球花了几十亿年时间,但人工智能却把这一时间缩短到了几秒钟。

为了测试新的人工智能,美国伊利诺伊州西北大学的研究人员采用一个人工智能系统设计一个可以在平面上行走的机器人。新算法以闪电般的速度完成了任务,在几秒钟内设计了一个成功的步行机器人。

从未见过的形态

这个AI程序不仅速度快,而且可以在轻量级的个人计算机上运行,并能够从头开始设计全新的机器人结构。这使得该算法与其他人工智能系统不同,后者通常需要高能耗的超级计算机和非常大的数据集,而且只能模仿人类过去的作品,没有产生新想法的能力。

“我们发现了一种非常快速的人工智能驱动的设计算法,它不仅超级快,而且没有人类设计师的偏见,”西北大学的山姆·克里格曼说:“我们告诉人工智能,我们想要一个可以在陆地上行走的机器人。然后只需按下一个按钮,它就能在眨眼间生成一个一个机器人的设计蓝图,看起来完全不像任何曾经在地球上行走过的动物。我称这个过程为‘实时进化’”。

这个人工智能程序最初设计了一个大约有一块肥皂大小的方块,它可以摇晃,但不能走路。然后,人工智能快速迭代设计,并在每次迭代中评估其设计、发现缺陷,并在模拟块上工作以更新其结构。最终,模拟机器人被开发出来,可以在原地弹跳、向前跳跃和拖行。经过九次尝试,该程序成功设计了一个机器人,该机器人每秒可以行走一半的身体长度,速度约为人类平均速度的一半。

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研究人员山姆·克里格曼拿着其中一个机器人图片来源:northwestern.edu

和人类的思维不同,人工智能没有给机器人设计常见的腿,而是在机器人身体上看似随机的地方打孔。

山姆·克里格曼假设孔隙率可以减轻重量并增加灵活性,使机器人能够弯曲双腿行走。

“我们真的不知道这些洞是做什么的,但我们知道它们很重要,”他说:“因为当我们把孔堵上后,机器人就没法走路了。”

大多数人类设计的机器人要么看起来像人类,要么像狗,要么像其他生活中见到的物体。

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使用AI设计的蓝图,3D打印机为机器人打印模具图片来源:northwestern.edu

“当人类设计机器人时,我们倾向于将它们设计成看起来像熟悉的物体,”克里格曼说:“但人工智能可以创造出人类从未想过的、从未见过的新形态。它可以帮助我们以不同的方式思考和梦想。这可能有助于我们解决我们面临的一些最困难的问题。

未来的潜在应用

尽管这个人工智能设计的第一个机器人只能向前移动,但研究人员克里格曼设想了由AI设计机器人的未来世界。有朝一日,类似的机器人能够在倒塌建筑物的废墟中导航,遵循热和振动特征来搜索被困的人和动物,它们还会穿越下水道系统来诊断问题,疏通管道并修复损坏的管道。人工智能还可能设计出进入人体并通过血管以疏通动脉、诊断疾病或杀死癌细胞的纳米机器人。

“唯一阻碍我们使用这些新工具和方法的是,我们不知道如何设计它们”,克里格曼说:“幸运的是,人工智能有自己的想法。”当人工智能发挥智能优势,设计各种形态的机器人,来为人类服务时,我们的未来也许会变得更加美好和丰富。

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研究员大卫·马修斯用空气泵给机器人打气,使其行走图片来源:northwestern.edu

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