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人工智能:人脑工作机制在智能机器人中的应用

时间:2024-01-08 百科知识 版权反馈
【摘要】:将人脑工作机制应用到智能机器人身上,这是各国科学家反复研究的重点工作。正如八乡隆弘先生所阐述的那样,目前人类确实已经初步掌握了人脑控制机械智能体的方法,那就是利用人体大脑在做出不同思维模式时的细微变化,来分析、控制相应的机器人动作。但是从现实角度来说,目前人类对于脑控机器人的技术开发,还远没有他表示的那么轻松。

人工智能:人脑工作机制在智能机器人中的应用

人脑工作机制应用到智能机器人身上,这是各国科学家反复研究的重点工作。就目前来说,这一门极其高深的技术,已经在世界各地取得了不错的成果。日本本田公司新任社长八乡隆弘就说道:“提升机械单位的智能化程度,利用人脑直接驾驶汽车、指引机器人劳动,这是未来智能科技发展的主流方向,而随着生物科学机械制造技术的越发成熟,人类取得突破也是指日可待的。我们只需要将人脑的思维方式编写成特定程序,就能用这道程序来控制机械生命体的运动。”

正如八乡隆弘先生所阐述的那样,目前人类确实已经初步掌握了人脑控制机械智能体的方法,那就是利用人体大脑在做出不同思维模式时的细微变化,来分析、控制相应的机器人动作。在这一领域的研究,本田公司出品的“阿西莫”系列机器人就是典范。

最初时,“阿西莫”系列机器人的研发更多是在改革原有机器人弊端方面。比如行进速度、肢体灵活程度方面等。但是随着研究的深入,本田公司的高级管理者提出了这样一个构想:“传统的动漫产业需要手工绘制,这对于手绘师来说是非常大的挑战。但是到了现在,大多数制作公司都已经不再使用手工绘制的方式来制作动画了,他们找到一名演员,然后根据这个人的面部表情和肢体动作来捕捉信号、建立模拟模块。之后通过技术处理,这名演员的每一个动作,都会被转化成动漫形式出现在银幕上。同样的理念还被广泛应用到影视特效当中,一些看起来非常精彩的片段,往往都是通过电脑特技制作出来的。影视行业能够使用触感贴片捕捉到演员的表情变化和肢体动作,那么我们在研发机器人时是不是也可以借用这一理念呢?”

在这一种理念的支持下,本田公司机器人研发部很快成功推出了更新版本的“阿西莫”,并且将研发成果通过网络、社交媒体发布了出去。在制作者发布的视频里,工作人员先是让实验者平躺在扫描装置内,待心绪平静之后,再让他做出相关的肢体动作。而在监控室内,负责记录跟踪的研究者则将扫描装置传输过来的信号进行收集汇编,然后将得到的数据录入到存储计算机里。

在结束了数据采集工作之后,实验者便被邀请坐到存储计算机面前,然后戴上一顶用来捕捉脑部神经变化的帽子。这时,同样参与实验的“阿西莫”则被安置在了水平方位的5米之外。也就是说,阿西莫是处于实验者视野之外的。

实验开始后,工作人员责令全场噤声,随后拿出一叠写有指令的提示板,放在实验者面前。第一次,摆放在实验者眼前的提示板上写着“举起右手”。按照提示信息,实验者开始幻想自己举起了右手。

接下来,令人惊讶的一幕发生了——大约在7秒钟之后,机器人阿西莫也举起了它的右手!这就是说,在特有装备的帮助下,实验者通过自己的大脑,指挥5米开外的机器人做出了相关动作。随后,工作人员又进行了其他几个类似动作的相关实验,阿西莫都无一例外地完成了这些动作。

对于这个结果,本田公司的高级决策层很显然是非常满意的。八乡隆弘先生就说道:“人脑控制机械体,这一项技术将来不光可以应用到智能机器人开发上,同时还可以应用到汽车制作方面。我们可以畅想一下,到了那一天,所有人都用意念驾驶汽车,老年人可以坐在沙发上让机器人帮自己冲咖啡,这将是一件多么幸福的事情。”(www.xing528.com)

很显然,人脑操控机器人来进行劳作这一研究是具有突破意义的。而差不多同时,世界各国对于人脑操控机械体的研究也纷纷取得进展。2014年,中国国防科技大学的工作人员厘清了脑电波与计算机指令之间的转换关系,研发出了脑控机器人;2015年,由德韩两国共同主导的“脑控机器人外骨骼”正式面世,使得人类在行走障碍方面的医学研究,又前进了一大步。既然脑控机器人对于人类来说具有强大的现实意义和市场价值,那么科学界对于人脑控制智能机器人的工作原理又是如何阐释的呢?

(1)从生理学角度来说,人在发生情感、意识变化的情况下,大脑皮层的血液流速、脑电波都会随之产生不同的变化。

比如当一个人害怕时,他的心跳会加速,血流速度会变快。这就是说,人的体内每时每刻都在发生成千上万个化学反应,每一种变化都能用电子检测仪通过实时曲线的形式展示出来。这样一份曲线图,也就为研究人员提供了可靠的基础参数。

(2)从计算机应用科学角度来说,智能机器人在接收到服务器指令后,会按照既定程序计算出自己的下一步行为。

所以,就脑控机器人而言,工作人员通过对实验人员的大脑皮层进行电波采集,继而将这些微弱的数据扩大,转化成计算机语言,录入到中转服务器当中。然后再由中转服务器将这些数据发射给指定机器人,命令它们做出相应的动作。对于这样一个过程,八乡隆弘先生比喻说:“就像是三个不同民族的交流,A想要C做某一件事情,但是无法和C直接交流。而B知道了A的意思,作为中间人,他将这个意见传达给了C。”

八乡隆弘先生以一种非常简单的方式解释了脑控机器人的工作原理。但是从现实角度来说,目前人类对于脑控机器人的技术开发,还远没有他表示的那么轻松。由于人与人之间存在个体差异,所以每个人在遇到问题时产生的电波反应都是存在细微差异的,如果不能找到其中的共性,就有可能出现一个机器人只会“听懂”一个人的现象。而在监测脑电波的过程当中,非常细小的干扰都会引起频率波动,而这当然也会影响到相关机器人的动作精准度。

但是无论如何,利用检测设备采集人脑脑电波,然后将这些数据转化为特定的计算机语言,通过服务器传达给机器人使之按照电波展示的指令进行行动。虽然这样的理论是存在部分缺憾的,但是科学界坚信,通过技术攻关,所有问题都是可以解决的。

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