在科技高度发达的今天,机器人的智能化时常让人们感到既担心又期待,它们将来或许会如同电影《终结者》(The Terminator)里的复仇机器人那般“邪恶”,又或许会像《人工智能》(A.I. Artificial Intelligence)中的机器人小孩那么“温情”。科学家和工程师们最近也“不甘寂寞”,他们让机器人“生宝宝”了!
近日,剑桥大学(University of Cambridge)与苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究者们发表了一项成果:一套新的机器人系统,其“母体”可以自动繁殖、进化出“婴儿”,最终目标是制造出能适应环境的创新机器人。这个机器人系统中的“母体”其实是一只机械手臂,“婴儿”则是一些 3D 打印的蓝色塑料方块,每个方块内有一个独立的电动马达。“母体”通过自动抓取方块,搭建出不同形状、可以移动的小机器人,并对它们的移动距离进行测试。测试中表现最优秀的“孩子”将被“母体”参考,借此改进自己下一次的“生育”,也就是说,机械手臂通过自我学习实现了自然界中“优胜劣汰”的进化原则。 最终,该项目的“母体”机器人共“生育”了 10 代小机器人,最后一代的移动距离比第一代提高了两倍。
我们普遍认为机器人只能完成指定的任务,它们适合大量生产而不是量身定做。但是我们还是希望看到创新的、有创造力的机器人。生物学的一大重要问题是,智慧是如何出现的,我们正用机器人来探索这个谜团。
该项目负责人 Iida 博士表示,自己开始研究机器人是因为感觉在现实生活中见到的机器人远远不如科幻小说或电影中的那么好。尽管他的机器人“繁殖”方法与计算机领域的遗传算法(Genetic Algorithm)类似,但电脑模拟出的成千上万种情况都缺乏事实的依托。他承认,以目前的科技水平,人类并不知道改变机器人的形态能否提高其对环境的适应性,而且机器人的自我繁殖要比动物多消耗10到100倍的能量。Iida 博士表示,要让机器人和人类一样运动、思考,还有很长的路要走。
其实,现代计算机创始人之一 John von Neumann 早在1940年代就提出了“自我繁殖系统”的概念。 他认为,任何能够自我繁殖的系统,都应该同时具有两个基本功能:能够构建某一个元素,并用这些元素组装和自己一样的下一代;能够把对自身的描述传递给下一代。按照 Neumann 的理论,剑桥大学的机器人系统并不算严格的“自我繁殖”,因为它既没有生产原材料,也没有让小机器人“长成”自己的样子。虽然人类目前还没有设计出真正能够自我繁殖的机器,但是利用 Neumann 的理论实现自我复制的东西早就存在了,那就是电脑病毒。