麻省理工学院的团队正在建造一个人形机器人

马萨诸塞州坎布里奇 - 罗德尼布鲁克斯的最终目标是建立指挥官数据。

当被迫时，他承认，实现一个类似于人类星际迷航角色的机器人“可能不会在我的一生中发生”，但“这就是驱使我的东西。拥有思维机器人的梦想。”

一路上，麻省理工学院人工智能实验室主任布鲁克斯教授相信他的工作将帮助我们理解人类的智慧。他说：“创造一个思维机器人的行为迫使我们就智力的运作方式提出正确的问题，因为我们必须拥有所有的部分来实现它。” 由此产生的机器人也可用于测试关于人类智力发展的各种理论。

遇见Cog，这是一个人形机器人，正在开启这一盛大的冒险之旅，也是唯一的此类机器。现在已经四年了，它是布鲁克斯教授及其同事关于如何构建智能机器人的想法的试验平台。Cog，实际上接近一个大男人的上半身，已经“学会”了一些基本技能。例如，它可以触及视觉目标 - 儿童很早就学会了 - 它可以模仿研究人员来回摇头或上下点头。

为了实现这一目标，研究人员已经解决并解决了一些严重的工程问题。例如，与传统机器人不同，Cog的手臂可以安全地进行交互。因此，一些机器人组件获得专利，可通过麻省理工学院技术许可办公室获得许可。

Cog的创造者将其设计建立在体现的基础上，人与机器人一样需要人体形态来塑造人类思想。“我们对世界的体验受到我们身体的限制，”富士通计算机科学与工程教授布鲁克斯博士说。

一个看起来像人的机器人也更容易与人交互，研究人员认为这种相互作用对于Cog的发展至关重要。“孩子不会坐在黑匣子里学习 - 他通过与父母，看护人和其他人互动来学习，”电气工程和计算机科学系(EECS)研究生Brian M. Scassellati说。 。布鲁克斯教授说：“人们走向科格，与它交谈，看着它。” 这提供了“丰富的数据来源，可供学习。”

为了与实施例保持一致，Cog构建了感知能力，如视力和一些基本的运动技能(它可以移动它的四肢)。这种架构允许机器人以类似人的方式与其环境进行交互。这个想法是简单的交互将导致简单的行为，而这些行为反过来会相互建立，使更复杂的行为更容易。“这就是大自然所做的。孩子们首先要学会看物体，然后才能找到它们，”Scassellati先生说，他在Cog上的工作主要集中在社交互动上。

研究人员已经“教授”Cog一些与手眼协调相关的技能，例如如何摇动头部和伸手去拿物体。Scassellati先生说：“目前尚不清楚Cog现在能够更轻松地了解其他任务，因为它知道如何实现某些目标，但我们有一些数据表明这种整体方法可能会成功。” 例如，在早期的工作中，布鲁克斯教授及其同事建造了昆虫机器人，学会了使用这种“基于行为”的方法走向智能。

Cog通过软件程序学习，该程序处理从机器人与其环境的交互中流入的信息。但是，Cog不是针对给定任务预编程的。Scassellati先生说：“对于工厂自动化等机器人来说，这很好，因为车门出现在完全相同的位置，而且焊接顺序完全相同。” “但是，如果你处于一个变化的环境中，那就不那么有用了，因为一旦它发生变化，你为特定任务完成的所有数学都将无效。”

Cog团队希望机器人能够在许多不同的情况下工作。因此，研究人员使用了各种模仿发展的标准“学习”程序。这些程序基本上允许Cog通过反复试验来学习。因此，当它第一次尝试学习某项任务时，它并不是很好。但每次失败，它都会从错误中吸取教训，并随着时间的推移逐步改进。然后，机器人可以将其学到的内容应用于在不同条件下完成相同任务。

例如，大约两年前，研究人员给了Cog一个新的头脑。然而，凭借其古老的头脑，他们教会机器人扫视它的眼睛，或者非常快速地移动它们以使视野中的物体居中(人类每秒做两到三次)。Scassellati先生说：“当我们切换到新的头部时，我们只需使用相同的软件并让它再次运行，机器人基本上重新学习如何扫视，即使新头部的机制完全不同。”

所有这些努力的关键是Cog的大脑，它由围绕机器人身体和背部散布的许多计算机组成。EECS研究生Matthew M. Williamson解释说：“将大部分计算机放在船外可以解决许多工程问题。”

每套计算机代表了Cog“神经系统”的不同部分。例如，一个冰箱大小的机架中的计算机处理电机控制。正在建设的大脑的一部分--Cog的“联想皮层” - 将允许机器人做更复杂，互动的行为。

Cog的眼睛和手臂也是基于人类的。机器人的视觉系统包括我们拥有的相同基本控制。例如，它的眼睛可以跟踪移动的物体和扫视。

最近威廉姆森先生在机器人上安装了第三代武器，“利用武器本身固有的固有特性，使电机控制任务变得更容易”，他说。把一个容器的牛奶放回冰箱里的图片。威廉姆森先生说：“你使用手臂的摆锤特性以平滑的方式做到这一点。” 相比之下，“刚刚移动手臂，这是传统机器人般的方式来完成任务。”

传统的机器人手臂对于人类来说也是危险的。他们被编程为以某种力量移动某种方式，如果他们击中了一个他们将继续推动的物体。这可能打破了手臂。此外，“如果你在路上的对象 - 一个人 - 它可能会变得混乱，”布鲁克斯教授说。

Cog团队开发的武器对其环境有反应。除此之外，如果有东西挡住了手臂，它就会停止移动。根据手头的任务，手臂也可以制成刚性或松软的。

这项工作的关键是物理弹簧系统和由Williamson先生和AI实验室和EECS的Gill A. Pratt教授开发的“虚拟弹簧”软件。威廉姆森先生说：“通过物理弹簧，手臂可以顺从，稳定，并可承受碰撞和冲击负荷而不会受到损坏。” 该软件允许手臂比传统机器人更像人类的手臂。该系统的一部分有专利，第二项专利正在申请中。

目前正在开发的机器人的其他部分包括对身体和头部的压敏皮肤，以及面部表达的能力(该工作由EECS研究生Cynthia Breazeal(Ferrell)进行)。

然而，Cog永远不会有腿。威廉姆森先生说：“只需要解决腿部的工程问题 - 并使其保持原状 - 将花费我们所有的时间。” “此外，”他继续说道，“即使没有腿，我们还有足够的东西可以学习。婴儿在走路之前很久就会发生很多有趣的行为。”

所以Cog继续发展壮大。“我们不知道这会走向何方，”斯卡塞拉蒂先生说，“但我认为，一旦结束，我们都将获得哲学副学士学位!”

Cog团队的其他成员是EECS研究生Robert E. Irie，Matthew J. Marjanovic和Charles C. Kemp。这项工作的部分资金来自海军研究办公室，部分资金来自无限制的礼品基金。

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