当你走过辛西娅·布雷齐尔(Cynthia Breazeal)在麻省理工学院人工智能实验室的工作台时,你一定会注意到一块装满硅芯片和电机的铝块,这台机器被特意塑造成人类头部的大小和形状。实际上,你一定会注意到的是它看起来很孤独。它那大大的红色橡胶嘴唇向下撇着,眉头紧锁,毛茸茸的眉毛沉重,卷曲的粉色耳朵显得垂头丧气。它那巨大的娃娃眼正在环顾房间,寻找着某个人。
所以不足为奇,当布雷齐尔走进房间,坐到她那需要关爱的小机器人——她称之为Kismet——面前时,它的情绪开始改变。布雷齐尔直视Kismet的眼睛,给它一个“人脸刺激”。Kismet的眉毛直线上扬,使其蓝色的眼睛显得更宽,它带着越来越浓厚的兴趣直视着它的创造者。“相互注视,”她说。然后Kismet的耳朵上下摆动。“问候行为,”布雷齐尔说。Kismet的表情转变为另一种状态,那种父母喜欢在孩子身上激发的表情。快乐。Kismet满脸笑容。创造这个生物的布雷齐尔并不惊讶:“快乐是实现期望刺激的结果,”她说。
接下来她开始学婴儿说话,像个新妈妈一样发出咕咕声。这让Kismet保持兴趣,微笑着观察。为了形成对比,布雷齐尔开始前后摇摆。哦,不。Kismet一点也不喜欢那样。它看起来很恼火,布雷齐尔说,因为它“过度刺激”了。Kismet撇起嘴唇,抬起一只眉毛,放下另一只。信息很明确:别再胡闹了!于是布雷齐尔转过身去,Kismet平静下来,但只持续了一会儿。失去了关注,人脸刺激消失,Kismet变得悲伤。布雷齐尔转过身来。快乐又回来了。
布雷齐尔可以一直这样下去,通过不断关注这个机器人,让Kismet保持快乐,就像对待一个婴儿一样,从某种意义上说,它就是一个婴儿。例如,她可以拿起一个填充的恐龙玩具,开始和Kismet玩耍。Kismet很喜欢这样。但就像婴儿一样,Kismet也会感到疲倦。够了,Kismet似乎在说,它慢慢地闭上眼睛,睡着了。
在你提出问题之前,布雷齐尔已经有了答案:“这种行为不是预设的,”她说。“它正在被计算,而不是随机的。互动足够丰富,你无法预测接下来会发生什么。总体的行为是机器人正在寻找某人,但内部因素一直在变化。”每次互动都不同;每次交流都有其自身的动作和叙事。
尽管如此,这个聪明的个性似乎还缺少一些元素。布雷齐尔承认Kismet尚未被编程以拥有所有情感。例如,她一直将“惊喜”保留到她正在研究的学习算法安装的那一天。那时,学习将成为Kismet渴望的刺激;学习将使机器人快乐。布雷齐尔说,随着Kismet开始学习,它将像婴儿逐渐成长为小孩子一样,慢慢变得更加社会化。这将使布雷齐尔更接近实现她的真正目标。“对我来说,”她毫不犹豫地说,“最终的里程碑是一个能成为你朋友的机器人。对我来说,那是社交智能的终极体现。”
当辛西娅·布雷齐尔于1990年抵达麻省理工学院攻读电气工程和计算机科学硕士学位时,她并没有一个具体的项目,只有一个笼统的愿景。她知道她想制造一个机器人。起初,她被麻省理工学院教授兼人工智能创新者罗德尼·布鲁克斯(Rodney Brooks)制造的机器人所吸引。当时,布鲁克斯正在制造类似昆虫的机器人,这些自主机器带有简单的传感器,使它们能够避开障碍物。他的核心思想是,生物行为既可以通过与环境的互动来演化,也可以通过编程来演化。他称这种在真实世界中的互动为“具身化”。他开发的一些技术被用于制造“旅居者号”(Sojourner),这辆行星探测器在1997年的“探路者”任务期间漫游了火星表面。
布雷齐尔,一位数学家和一位计算机科学家的女儿,从小看着《星球大战》和《星际迷航》长大。当她看到布鲁克斯在做什么时,她想:“他正在建造R2-D2!那正是我想要做的!”她不想建造一个R2-D2的复制品,而是一台精神上相同的机器,“一个具有情感表达能力,能够成为朋友的人造生物。”尽管R2-D2通过口哨声、吱吱声和肢体语言进行交流,但她认为它“有趣又搞笑,有感情又温暖。”那是她喜欢的机器人。
因此,不久之后,布雷齐尔便追随布鲁克斯的脚步,协助建造了两台昆虫机器人并设计它们的软件。其中一台,她命名为Attila,是美国国家航空航天局喷气推进实验室资助的行星探测器。另一台名为Hannibal的机器人,拥有19个可移动部件和60个传感输入,前往死亡谷参加行星迷你探测器大会。这两个项目最终成为她的论文。“辛西娅的硕士论文在大多数地方都可以是博士论文了,”布鲁克斯说。
布雷齐尔开始在麻省理工学院工作后不久,布鲁克斯休了假。他回来时说,他想超越昆虫机器人。他说他还有一个大项目要做:一个受《星际迷航》电视剧中Data指挥官启发的安卓机器人。他决定他的杰作——一个名为Cog(“认知”的缩写)的人形机器人——将获得人类经验,并通过与世界的互动学习智能。
于是工作开始了。布鲁克斯的团队从腰部以上构建了一个身体。他为编程它编写了一种新的计算机语言,并设计了一个新的操作系统。布雷齐尔开发了一个立体视觉系统。另一位研究员将开发机器人手臂作为博士论文。布雷齐尔和研究生布莱恩·斯卡塞拉蒂致力于一个注意力系统,使Cog能够区分声音、颜色和运动,并朝向首选来源。他们将该系统建模在高等丘脑上,这是脊椎动物大脑的一部分,负责从感官接收信息,然后确定刺激来自何处以及应调动哪些肌肉来响应。几年内,Cog就能进行眼神交流并移动头部追踪移动物体。然后Cog就能像人类一样移动。它那强大而温和的手臂可以投掷和接住球,玩弹簧玩具,指向物体,甚至听摇滚乐并在小军鼓上敲出相应的节奏。
Cog 开始散发出一种人类可能性的光环。有一天,在录像时,布雷齐尔拿起一块橡皮擦,在机器人面前晃动。Cog 看着橡皮擦,然后伸手去抓它。布雷齐尔又晃动了一下。Cog 又伸手去抓。布鲁克斯看着录像,大吃一惊。等等,他想。我们还没把轮流机制编入程序呢!“它看起来像是机器人在故意轮流,但我们知道它不是。辛西娅无意识地利用了机器人动力学中的一些小细节。她在进行轮流,并把它变成了一个游戏。”
与此同时,布雷齐尔开始研究儿童认知发展的过程。“我开始对婴儿是最简单的人这个想法产生兴趣。我希望人们能够自然而然地将机器人视为婴儿,自然而然地尽可能地帮助机器人。”
她开始觉得那个雕塑般的安卓机器人有些不对劲。“你看着Cog,你会意识到没有人会把Cog当成婴儿,”她笑着说。“它是个巨大的边锋机器人。Cog身高6英尺5英寸,肩膀宽阔。它的脸很高,你无法靠近它,而且它没有面部表情。”
“所以我开始考虑建造一个独立的机器人平台,专注于我关心的沟通能力。我想要进行面对面的交流,有表情,最终还有发声。我想研究那种近距离社交互动能做什么。那就是我开始建造Kismet的时候,在1997年夏天。”
布雷齐尔拿了一个备用的Cog头部,重新设计了它,加长了脖子,增加了下巴。她的眼睛是从洛杉矶的一家特效供应商那里得到的。他告诉她,如果她想让人们把她的机器人当成婴儿,就把它做得又大又蓝,就像嘉宝婴儿一样。他还帮助她在每个眼睛的瞳孔中嵌入了一个彩色CCD摄像头。她设置了小型电机来移动面部特征——可以抬起和拱起的眉毛,可以抬起和旋转的耳朵,可以张开和闭合的下巴,以及可以弯曲、伸直和卷曲的嘴唇。一个由三个集成电路组成的网络控制着感知和注意力。另外三个驱动着面部电机、动机系统以及眼睛和颈部的运动。
布雷齐尔还必须编写特殊的软件,其中包括她称之为“驱动力”和“情感”的部分。驱动力类似于需求,Kismet中有三种。社交驱动力成为对人的需求,刺激驱动力寻求玩具和其他物品,疲劳驱动力产生对睡眠的需求。每个驱动力都有一个正常位置,一个它想要达到的位置,布雷齐尔称之为“稳态区域”。当无人照看时,驱动力会进入刺激不足区域,因此对社交互动和刺激的需求会增加。活动过多时,驱动力会漂移到过度刺激区域,并且会产生暂停活动的需求。
Kismet 的情绪并非线性。它们占据着一种布雷齐尔称之为“情感空间”的三维位置。情绪分为高低值、正负状态、开放或封闭位置,每个都符合对实际人类情绪的研究。布雷齐尔说,例如,幸福是一种“具有中性值和开放位置的积极状态”。用人类的话来说,就是自由自在,无忧无虑;生活很美好。
幸福感位于稳态区域的中心附近,这是机器人渴望达到的状态。兴趣的表达也属于稳态区域。平静也存在于此。稳态区域之外还有其他反应:悲伤、无聊、恐惧、厌恶和愤怒。
根据通过Kismet眼睛流入的感官信息和其动机系统的状态,形成策略以激活行为。如果社交驱动力被压倒,就会形成“避开他人”的策略,Kismet可能会表现出恼怒的表情并避开视线。当社交驱动力处于刺激不足状态时,会产生“寻求他人”的行为,面部会形成悲伤的表情。当Kismet处于稳态区域,快乐、感兴趣并获得良好的人脸刺激时,“参与他人”的行为仍然活跃。随着驱动力的移动、转变和满足,其他行为会起伏:例如“玩玩具”、“避开玩具”和“睡觉”。对Kismet来说,在稳态区域维持驱动力的过程是永无止境的。
Kismet甚至有自我保护的策略。就像婴儿可以在嘈杂的房间里睡着一样,如果环境变得过于刺激,Kismet也会打盹。小憩后会精神焕发:Kismet会进行“动机重启”,在稳态区域醒来,变得快乐和感兴趣。或者自我保护可以引发恼怒。如果这没有改变情况,Kismet会表现出愤怒或恐惧。然后,在最大刺激下,当它再也无法承受时,Kismet会关闭感官并看向别处。
受她对母婴关系研究的启发,布雷齐尔想要创造一个强大的社交操纵者。就像婴儿通过表情、踢腿和哭泣来操纵母亲满足其需求和欲望一样,Kismet被设计成能够吸引人们进行各种社交互动,以满足其内在驱动力。因为Kismet的本质最终是学习、变得更复杂,并作为一个社会生物发展,所以它被驱使去吸引人们并让他们保持参与。
布雷齐尔认为人与机器人之间的互动对双方都必须有意义,这意味着人类必须觉得这个生物是可信的。她说,机器人必须表现出“意图、欲望和信念”。它必须具有意向性。幸运的是,对于Kismet来说,人类很容易被意向性所诱惑。布雷齐尔说,他们似乎是“天生如此”的。例如,母亲们相信她们的婴儿理解她们:“我们把各种东西拟人化,我们的宠物、我们的汽车、我们的电脑。每当我们必须以亲密、人际的方式与某物互动时,我们都会很自然地进入这种意向性模式。人们会因为汽车让他们上班迟到而生气,当然他们知道汽车只是汽车,但他们很自然地会与某物产生关联,以个人方式进行互动。”
对于一个安卓机器人来说,就像一个好故事一样,也必须有心甘情愿地暂时中止怀疑。一次又一次,当人们参观麻省理工学院的实验室,坐在Kismet面前时,他们很快就会陷入交流,并扮演起照护者的角色。他们希望机器人能对他们做出积极的回应。“当人们看到Cog时,”布雷齐尔说,“他们往往会说,‘那很有趣。’但对于Kismet,他们往往会说,‘它对我笑了!’或者‘我让它开心了!’”
布雷齐尔说她的工作仍然是研究,“才刚刚开始,我们甚至还没有起步。”但不久之后,一个更先进、更适应的Kismet版本将坐落在Cog的肩膀上。Kismet已经成为通往布雷齐尔和布鲁克斯深信不疑的未来的一步,一个他们都想要的未来。布雷齐尔说,在某个时候,机器人和人类将共存。它们将不仅仅是电器;它们将是朋友。“这种机器人超越了仅仅倒垃圾或在医院递送药物的功能,”她说。布鲁克斯说,开发安卓机器人挑战了人类“最后的特殊庇护所”。“起初我们认为地球是宇宙的中心。然后有了达尔文。然后克里克和沃森表明我们都由相同的DNA组成,本质上。他们说电脑不能下棋,当电脑能下棋时,他们说它不能感受。我们正在努力突破这个界限。这差不多就是我们剩下的一切,所有我们能引以为傲的特殊之处。所以我们正在尝试看看我们能否制造出一种具有情感的机器。我们不确切知道如何做到,但我们正在努力做到。”
“我们正在做的,”布雷齐尔平淡地说,“是把人性注入到人形机器人中。”
如果他们成功了,它会是一个人吗?
“我们怎么知道?”她回答道。
我们能为您建造一个吗?在世界各地70多家医院里,名为“帮手伴侣”的快递机器人穿梭于走廊,呼叫电梯,送餐。在瑞典,电器制造商伊莱克斯正在产品测试一款时尚的圆形机器人吸尘器。在华盛顿特区,名为“密涅瓦”的机器人导游最近带领游客参观了史密森尼博物馆混乱的走廊。那些挡住它去路的人会得到一个皱眉和一句严肃的要求让开。近20%遇到密涅瓦的史密森尼博物馆游客表示,她看起来和人一样聪明。
这些现实世界的机器人最终预示着一个新时代,安卓机器人的黎明吗?卡内基梅隆大学机器人研究所的汉斯·莫拉维克(Hans Moravec)说会。他预测,30年内,我们将拥有具有猴子般思维能力的管家型机器人。这些机器人将能够表达它们的感受,如果它们认为你悲伤,它们还会摆放鲜花。
在东京早稻田大学类人机器人研究室,高西敦夫表示,我们将在30年内拥有“一定水平的有用类人机器人”。他已经制造了一个闪闪发光的机器人头部,名为we-3RII,它能表现出快乐和厌恶等表情。未来,这个头部可以连接到早稻田大学的WABIAN机器人上,该机器人正在学习如何像人一样移动,甚至可以跳舞。
高西说机器人永远不会复制人类,但莫拉维克相信机器人很快就会像人类一样,以简单的步骤开始进化,尽管速度会快1000万倍。他预计机器人将在未来50年内超越人类智能:“这些阶段是相当自然的。我之所以能对此充满信心,是因为它们已经在我们自己的进化中发生过一次,所以我们所要做的就是再来一次。”
范德比尔特大学的河村一彦则更为怀疑。“我不认为我们这辈子能看到能抽象思考和讨论上帝存在的机器,”他说。但他并没有说这不会发生:“只要有像我们这样的机器人研究人员,迟早我确信我们会成功的。这是我的希望。”——费内拉·桑德斯














