意識！機(jī)器人會有嗎？

胡迪·利普森

在機(jī)器人技術(shù)界有一個(gè)詞是禁忌，這個(gè)詞是所有機(jī)器人科學(xué)家都想實(shí)現(xiàn)，但又在所有相關(guān)文獻(xiàn)中都不會出現(xiàn)的詞。這個(gè)詞就是“意識”。

意識是什么？有很多詞可以形容意識，但是我想用一個(gè)比較實(shí)際的定義，那就是自我想象的能力。大家能想象到自己明天去海灘的情景嗎？能想象大海的味道，沙子的觸感嗎？可以想象我站在臺上看大家是什么樣子嗎？想象自己在未經(jīng)歷的環(huán)境中的情景，不管是過去還是未來的情景，這種能力就是自我意識。也就是說不用親身經(jīng)歷就可以進(jìn)行決策。這就是我們想要機(jī)器人最終擁有的能力。

這種有自我意識的機(jī)器人在好萊塢電影中隨處可見，電影中的機(jī)器人總是有自我意識的，有感情的。但現(xiàn)實(shí)是很不一樣的，當(dāng)今世界的所有機(jī)器人都是沒有自我意識的。他們速度很快、很精準(zhǔn)、可以全天候工作、有強(qiáng)勁力量，但是卻沒有適應(yīng)力。達(dá)爾文在《生物起源》中曾說過，生存下來的不是群體中最強(qiáng)、最聰明的，而是最能適應(yīng)變化的。所以說適應(yīng)力至關(guān)重要。

“養(yǎng)殖”機(jī)器人

幾年前我們開始了一個(gè)項(xiàng)目，不是設(shè)計(jì)機(jī)器人，而是養(yǎng)殖機(jī)器人。什么意思呢？我們把很多機(jī)器人元件投入物理模擬器，讓模擬器連接各個(gè)元件、線路、電池，然后把性能最好的機(jī)器進(jìn)行復(fù)制。隨著時(shí)間的變化，變異會逐漸出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)我們在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算了幾百代，然后來觀察結(jié)果。最先的100代我們基本沒得到什么有用的東西，都是一些沒用的電路。但是在幾代后，情況發(fā)生了變化，機(jī)器人越來越快。然后，我們再用3D打印的技術(shù)把這個(gè)機(jī)器人做出來，從虛擬的變成現(xiàn)實(shí)的。所以說，這些機(jī)器人他們不是設(shè)計(jì)出來的，而是進(jìn)化出來的。

接下來，我開始設(shè)計(jì)更為復(fù)雜的機(jī)器人。它配有渦輪，可以跳躍，中心有罐狀系統(tǒng)來控制空氣動力，還使用同樣的養(yǎng)殖系統(tǒng)來制造機(jī)器人的大腦系統(tǒng)，控制機(jī)器人前行。左上部有一個(gè)攝像頭，監(jiān)控所有動作。前進(jìn)越遠(yuǎn)，能與其他控制器結(jié)合的幾率就越大。我們讓機(jī)器人自主做很多動作來測試，從中可以看到機(jī)器人的一些有趣行為。

我們再來回顧一下這兩個(gè)項(xiàng)目，第一個(gè)項(xiàng)目用的是模擬器，最后將模擬結(jié)果呈現(xiàn)出來。但是模擬與現(xiàn)實(shí)存在較大的差距，模擬中能實(shí)現(xiàn)的，在現(xiàn)實(shí)中不一定能實(shí)現(xiàn)。所以這個(gè)方法對復(fù)雜的機(jī)器人并不適用。第二個(gè)項(xiàng)目中，機(jī)器人的設(shè)計(jì)是完全基于現(xiàn)實(shí)的。雖然沒有用模擬器，但還要做很多測試，其結(jié)果就是，要“養(yǎng)殖”出有用機(jī)器人的時(shí)間會很長。

現(xiàn)在，我們運(yùn)用的是第三種方法。一開始用一個(gè)簡單的模擬器來養(yǎng)殖機(jī)器人，將最好的機(jī)器人在現(xiàn)實(shí)中測試。由于模擬器太簡單，導(dǎo)致效果并不明顯。不過，從這里我們可以收集機(jī)器人的各種感應(yīng)和感官數(shù)據(jù)、單機(jī)驅(qū)動數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用這些大數(shù)據(jù)集來養(yǎng)殖模擬器。也就是說，不光是用單一的模擬器養(yǎng)殖機(jī)器人，我們還要同時(shí)養(yǎng)殖模擬器。通過這種辦法，機(jī)器人變得越來越優(yōu)秀，模擬器也越來越準(zhǔn)確，從而夠能模擬出更優(yōu)秀的機(jī)器人。自主模擬和機(jī)器人在同時(shí)互相適應(yīng)。這種機(jī)器人和模擬器互相適應(yīng)的進(jìn)化就是一種自我的意識。

我們制造的第三個(gè)機(jī)器人，有四條腿，每條腿上有兩個(gè)馬達(dá)，膝部和髖部各一個(gè)。另外，有兩個(gè)傾斜感應(yīng)器來感應(yīng)前后左右的傾斜。不過，這個(gè)機(jī)器人不知道自己長什么樣子、不知道自己到底是長得像條蛇還是像蜘蛛、也不知道這些馬達(dá)是怎樣連接起來的。機(jī)器人要想感覺自己走路的方式，首先要讓馬達(dá)任意運(yùn)動，然后來感應(yīng)傾斜，匯集這些感應(yīng)數(shù)據(jù)來找到走路的感覺。

機(jī)器人通過感覺自己走路的方式來建立對于自己形態(tài)的假設(shè)。機(jī)器人開始意識到自己有四條腿，但還不知道如何協(xié)調(diào)。不過，在16次試驗(yàn)后，機(jī)器人開始形成對自己的意識，雖然對腿的意識還不是很準(zhǔn)確，但是足以讓機(jī)器人運(yùn)動起來。在這個(gè)過程中，我們沒有為機(jī)器人輸入任何前進(jìn)的程序，也沒有進(jìn)行過前進(jìn)的測試。為了進(jìn)一步測試，我們讓機(jī)器人失去了一條腿。一天之后，機(jī)器人開始適應(yīng)自我形象的變化，自我的形象中也少了一條腿。運(yùn)用新的自我形象，機(jī)器人又找到了新的運(yùn)動方式。機(jī)器人通過動力的改變來改變對自己的形象假設(shè)，并改變行為模式，也就是說，它進(jìn)化了。

我們有很多實(shí)驗(yàn)都是基于一個(gè)想法，就是元認(rèn)知。有一位科學(xué)家假設(shè)意識的出現(xiàn)必須是在有兩個(gè)頭腦的情況下，一個(gè)頭腦與世界互動，另一個(gè)頭腦與第一個(gè)頭腦互動。必須要有這兩個(gè)層級的認(rèn)知才能有意識。我們基于這個(gè)假設(shè)制造了一個(gè)機(jī)器人，它有兩個(gè)頭腦。有一個(gè)大一點(diǎn)的頭腦，讓機(jī)器人可以四處走動，收集數(shù)據(jù)。它還有一個(gè)小一點(diǎn)的頭腦可以檢測下一層的頭腦，并作出修改，從而幫助機(jī)器人適應(yīng)新的環(huán)境。

此外，還有一種連續(xù)大腦的概念。連續(xù)大腦是各個(gè)頭腦相互連接、互相控制，可以在不同層級上實(shí)現(xiàn)，并達(dá)到無限回歸。例如，一個(gè)行動機(jī)器人，它對光源的感知特別強(qiáng)烈。還有一個(gè)觀察機(jī)器人，它對行動機(jī)器人行為進(jìn)行分析。如果觀察機(jī)器人要讓行動機(jī)器人掉到一個(gè)陷阱里，該怎么辦呢？觀察機(jī)器人通過對行動機(jī)器人的行為分析，會把光源放在與陷阱不同的地方，因?yàn)樾袆訖C(jī)器人首先會到處走一走，看到光源后會急轉(zhuǎn)彎，這樣就會掉進(jìn)陷阱里。

我們的研究是關(guān)于元認(rèn)知和雙重思維，大家可能覺得這只跟機(jī)器人有關(guān)，但其實(shí)在很多方面都可以應(yīng)用。比如，我們在過橋的時(shí)候，總覺得橋不夠結(jié)實(shí)，怎么辦？我們可以把這個(gè)橋放在模擬器中，讓橋有自我意識。通過輕微顫動，然后逐漸形成關(guān)于自身的假設(shè)，最后找出橋的弱點(diǎn)。在醫(yī)療保健中也可以使用機(jī)器人來理解人類需要什么，需要什么幫助，或者用人類能理解的方式來行動。

3D打印和深度學(xué)習(xí)

現(xiàn)在有兩種科技正在改變機(jī)器人技術(shù)，其中一種是3D打印，這種新的制造技術(shù)，可以制造任意的形態(tài)。幾十年來我們都想用各種形態(tài)的元件來制造機(jī)器人，直到有了3D打印技術(shù)才得以實(shí)現(xiàn)。未來的機(jī)器人可能不是由元件組成的，也許會有更有機(jī)的外表。甚至可以在打印出來的元件中嵌入電路，這將會跟大家在電影中看到的機(jī)器人非常不同，電影中的可能比較老，有很多標(biāo)準(zhǔn)的元件。

第二種技術(shù)就是深度學(xué)習(xí)。過去幾十年我們都在關(guān)注神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但總是停留在淺層的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。然而，只有針對深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究才會給人工智能帶來巨大的突破。

我們建了一個(gè)深層網(wǎng)絡(luò)，包含GPU科技，并培訓(xùn)它處理圖像。在這個(gè)過程中，我們突然意識到，有一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在追蹤我們的臉。我們并沒有培訓(xùn)其來追蹤人臉，只是讓它分類貓、狗、蜥蜴的圖像。然而，它卻自己學(xué)會了追蹤人臉圖像。最近，我們發(fā)表了一篇論文，指出培訓(xùn)這樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不需要很多數(shù)據(jù)，因?yàn)檫@些網(wǎng)絡(luò)通過少量的數(shù)據(jù)就可以很快地學(xué)習(xí)。這是一個(gè)很振奮人心的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)闄C(jī)器人可以自己學(xué)習(xí)了。

機(jī)器人自我意識給我們開啟了嶄新的大門，給我們帶來有創(chuàng)造力、好奇心的機(jī)器人。我并不恐懼人工智能的發(fā)展，我更擔(dān)心的是人類使用人工智能會對人類自身做什么。

（本文系根據(jù)利普森在百度百家上的演講內(nèi)容整理而成）