广告

未来科技:人形机器人

社交机器人不必很聪明——它只需要让我们相信它很聪明。

作者:Eric Smalley
Google NewsGoogle News Preferred Source

新闻简报

注册我们的电子邮件新闻简报,获取最新的科学新闻

注册

霍勒修·“博士”·比尔兹利坐在匹兹堡卡内基梅隆大学娱乐技术中心一间狭小无窗的房间里,等待进行一次小小的检查,同时还在闲聊。他用一种略带沙哑的声音,谈论着他的生活经历,描述着他的发明,并回答着问题,所有这一切都带着一种陈腐的幽默感。“你多大了?”我问道。“我介于假牙和死亡之间。更偏向死亡那一边,”他回答说。

广告

他那双大大的蓝眼睛、浓密的灰白胡须和颤巍巍的交谈风格,让他看起来和听起来都像一个古怪的老科学家——这正是他的创造者们所期望的样子。博士是一个假货,一个被编程为用预设的台词回应口头关键词的机器人。在沉默6.5秒后,他会开始自言自语,如果无法匹配输入和输出,他会假装健忘,并通常会通过狡猾的方式来应付对话的艺术。

不久前,计算机科学家们还渴望创造出能够模仿人类思维运作的硅基大脑。博士·比尔兹利远未达到这些标准,但他巧妙地融合了活动机电、戏剧、语音识别和讲故事, remarkable地有效地让访客觉得他们是在与一个有意识的个体打交道。

在真正的人工智能发展成熟之前,伪智能机器人可能已经在餐厅里听从点单,帮助残疾人完成日常琐事,照顾孩子,并让我们摆脱无聊和孤独。卡内基梅隆大学机器人研究所的研究工程师托德·卡米尔说,拥有这种合成智能的机器人可能很快就会在主题公园和博物馆以活动机械角色的形式公开亮相。

在经过一系列升级后,博士·比尔兹利拥有了上眼睑和更多的伺服电机(左),以及逼真的乳胶皮肤(右),以帮助观众接受他作为一个活生生的角色。图片由比尔·米塔斯/卡内基梅隆大学提供

博士·比尔兹利的生活大约在两年前开始,当时卡米尔和娱乐技术中心项目的应届毕业生蒂姆·埃克联手合作。他们想证明,即使一个机器人没有强大的大脑,也能成为一个引人入胜的表演者。他们的主要目标仅仅是创造一个令人信服的智能幻觉。“我们会不惜一切代价让观众享受表演。我们不会回避任何别人可能认为的‘旁门左道’,”卡米尔说。

其中一个技巧是使用现成的技术。博士·比尔兹利有隐藏的电线连接到一对麦克风,这使他能够专注地看着说话者的方向。一个在卡内基梅隆大学开发的名为Sphinx的公开可用的语音识别程序,使机器人能够识别数千个口语单词。博士的软件将这些单词与预存的、一个人可能提出的问题列表进行比较,并选择一个得分最接近的答案。

这种方法是Eliza的现代演变,Eliza是一个在三十多年前风靡麻省理工学院学生的计算机治疗师程序。卡内基梅隆大学的研究人员还使用相对低端的技术、预录的声音而不是语音合成器,因为合成语音无法产生博士滑稽对话所需的细微语调。

另一个有用的捷径是利用观众作为盟友。“我们很容易将智能归于像汽车这样的低级机械。真正的问题是如何在我们参与过程中让人们产生信任感,”佐治亚理工学院移动机器人实验室主任罗纳德·阿金说。他在这方面写过一本专著:《基于行为的机器人学》(Behavior-Based Robotics)。卡米尔等人正在扩展阿金的理论,研究小规模测试观众——高中生、来访的大学生或当地志愿者——如何对博士的滑稽表演做出反应。“我们学到了很多关于人们如何想要,以及不想要,与这些角色互动的知识,”埃克说。

第一个障碍是让人们做出反应。“你该问站在你面前的那个对话式活动机械角色什么问题?”埃克说。他通过借鉴电影、电视和戏剧的技巧来解决这个问题,这些技巧使用渐隐和故事情节来让观众知道会发生什么。

广告

在娱乐技术中心的表演空间里,博士主持一个名为“大时代”(Big Time)的问答游戏。机器人将观众分成两队,提出愚蠢的问题,并根据他听到的回答来评分。有一次,一位观众提到了面包。这个关键词触发了博士记忆库中的一句歌词:“茶,搭配果酱和面包,”来自《音乐之声》(The Sound of Music)。博士开始唱歌,突然间,互动就产生了。“那个人回应道:‘哦,《音乐之声》!我喜欢那部电影,’”参与该项目的另一位应届毕业生罗恩·韦弗回忆道。这个电影引用随后触发了一段关于奥地利山脉的句子,让那个人感觉机器人是在亲自回应他。

Sarcos公司董事长斯蒂芬·雅各布森在将这种戏剧性机器人技术推向公众的过程中扮演着重要角色。他的公司位于盐湖城,为环球影城和几个迪士尼主题公园建造活动机械。与博士·比尔兹利不同,这些机器还没有交互性,但观众以一种本能的方式对它们做出反应——也许是因为科幻小说已经让人们对机器人抱有很高的期望。

广告

他公司的高度逼真的活动机械利用了这些期望并帮助强化它们。与卡内基梅隆大学的研究人员一样,Sarcos公司的工程师们也大量依赖障眼法。雅各布森说,一个看似自主的角色可能依赖于隐藏的700磅重的液压供应来提供动力。

尽管计算机生成角色激增,但电影制作人仍然依赖活动机械来创造许多特殊效果。四次奥斯卡奖得主、塑造了《终结者》原版、《异形》中的异形以及《人工智能》中的泰迪机器人的特效总监斯坦·温斯顿说,这些实体角色提升了电影人类演员的表演水平。“百分之五十的表演是反应。当演员与之搭戏的演员表演得更好时,演员会给出更好的表现,”温斯顿说。他正致力于通过利用麻省理工学院的眼动追踪软件来保持机器人的眼睛与演员的眼睛对视,从而改善这种互动。

麻省理工学院媒体实验室媒体艺术与科学助理教授辛西娅·布雷兹尔表示,为娱乐而制造的机器人的进步将带来平行进步,从而用于更多其他应用的社交机器人。她指出,RoboCup,一项有趣的国际机器人足球比赛,促进了多机器人协作的研究。

与她在卡内基梅隆大学的同事相比,布雷兹尔更侧重于机器人行为的基本原理,而不是近期的应用:如何让机器在社交场合中表现得逼真,并在诸如领导讨论或给一群孩子讲故事等活动中唤起正常的人类反应。她最知名的项目是一个名为Kismet的表达型机器人(见《Discover》1999年10月刊的“热爱人类的机器人”)。她和温斯顿现在正在合作扩展这项工作。温斯顿的工作室正在建造一个小型毛绒机器人,而布雷兹尔的团队正在编写适应性软件,赋予该机器人有意义的社交技能。

广告

最终,研究人员可能正在沿着不同的道路走向同一个目的地。机器人越逼真,它们就越有趣和有用。索尼的机器人狗Aibo展示了互动式机械宠物的潜力。到今年年底,该公司可能会开始销售一款23英寸高的人形机器人,它能进行初步对话,并能根据不同的用户做出个性化反应。卡内基梅隆大学和匹兹堡大学的联合团队正在开发Nursebot,一个旨在帮助老年人的个性化机器。总有一天,虚假和真实的智能之间的界限可能会真正开始模糊。“我很想看到一个能和你即兴创作的机器人,或者一个有幽默感的机器人,或者一个有意图的机器人,”卡米尔说。

交互式活动机械倡议(The Interactive Animatronics Initiative)有一个信息丰富的网站,包含照片、视频和音频片段:www.etc.cmu.edu/projects/iai

《设计社交机器人》(Designing Sociable Robots)由辛西娅·L·布雷兹尔(麻省理工学院出版社,2002年)撰写,是她作品的一个相对技术性的介绍。布雷兹尔还有一个关于她Kismet项目的网站:www.ai.mit.edu/projects/humanoid-robotics-group/kismet/kismet.html

保持好奇

加入我们的列表

订阅我们的每周科学更新

查看我们的 隐私政策

订阅杂志

订阅可享封面价高达六折优惠 《发现》杂志。

订阅
广告

1篇免费文章