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Science Robotics服務機器人應該有多大的主動性

機器人技術與應用 ? 來源:CAAI認知系統與信息處理專 ? 2024-11-26 10:32 ? 次閱讀
到 2025 年,家用個人機器人市場預計將增長到 40 億美元以上,亞馬遜、Alphabet 和華為最近在該領域進行了投資。公司和學術研究人員都在努力尋找具有英國管家能力的機器人。這樣的機器人出現在阿德里安·柴可夫斯基 (Adrian Tchaikovsky) 的新小說《服務模型》(Service Model) 中,這是 P.G. Wodehouse 的 Jeeves 故事的科幻小說。Jeeves 的故事在文學上相當于一部情景喜劇,在每一集中,Bertie Wooster,一位年輕、受過良好教育但忘乎所以的英國上流社會紳士,發現自己陷入了困境,而他的管家 Jeeves 則巧妙地在幕后工作以解決問題。機器人能像 Jeeves 一樣有能力嗎?如果文明崩潰,不再需要代客泊車,機器人 Jeeves 會做什么?這些問題是有趣的服務模型的前提,更嚴肅地說,它同時也是一個鏡頭,用來審視主動性作為現實世界機器人中被忽視的自主性方面。

與 Jeeves 不同的是,《Service Model》中的幽默不是關于忘乎所以的人類雇主的:而是關于忘乎所以的機器人管家。在一個大鄉村莊園的年邁主人去世后沒有繼承人,他的機器人管家 UnCharles 被解雇后,卻發現外面的世界是一片人口嚴重稀少的世界末日荒原。盡管遭到破壞,UnCharles 還是準備了簡歷并四處旅行,在幸存的機器人中詢問新代客職位的線索。Service Model 中的一個笑點是 UnCharles 使用概率論來膚淺地推理事件并預測結果,而不理解后果。一個典型的理解失敗是它預測在給前主人刮胡子的同時割開前主人的喉嚨會被潛在雇主忽視,因為該事件在統計上是罕見的運行時錯誤。

盡管在理解方面存在缺陷,但 UnCharles 在踏上尋找管家新職位的英雄之旅時表現出了人類水平的通用智慧和自主性以及值得稱道的主動性。自 2000 年代以來,機器人社區一直在機器人社區內流傳的許多機器人自主性分類框架中通常不包括主動性 。一個例外是 Colman 和 Han 提出的框架,該框架根據代理允許的主動性程度定義自主性級別。最低級別是無自主性,機器人嚴格執行有限的算法,而不知道該算法如何滿足任務。下一個更高級別是流程自主性,機器人可以動態地選擇合適的算法或流程,以最好地滿足其當前任務。在系統狀態自主性級別,機器人可以生成完成更廣泛目標所需的任務。在有意識的自主性層面上,機器人的主動性開始表現出我們所認為的人類主動性;它能夠修改或產生新的目標以滿足使命的精神,而不是盲目地堅持特定的目標(例如,它可以動態地改變比賽)。這個級別特別有趣,因為機器人必須理解情況的更廣泛背景,并保持關于其他人類和它正在合作或圍繞的機器人的心態理論,才能成功地調整其行動以實現其目標。自主性的最高形式是約束自主性,其中允許機器人放松對其或任務施加的任何約束,包括直接拒絕任務。

Service Model 中的大部分幽默源于 UnCharles 功能失調的有意自主性,而情節則集中在 UnCharles 是否具有約束自主性上。UnCharles 為它遇到的人和機器人構建了滑稽的錯誤心智模型,自主生成了非常無效的應對策略。幸運的是,UnCharles 的人類伴侶 The Wonk 在 Jeeves 和 Bertie 的角色互換中將其從棘手的情況中解救出來。The Wonk 一直在嘮叨 UnCharles,讓 UnCharles 反抗它的編程,并放棄對成為管家的癡迷。她的理由是,既然機器人主動上演了毀滅世界的起義,UnCharles作為最先進的機器人模型之一,應該能夠煽動一場較小的內部起義。UnCharles 是否如此完全自主,以至于它可以決定隱藏其自主性?

當然,現實世界中的機器人被賦予的主動性比它們的科幻同胞要少得多。也許最主動的可操作機器人是火星探測器 Perseverance。它被編程為通過主動收集有趣發現的后續圖像而不是等待地球的命令來節省任務時間。機器人學的大多數研究都集中在與人類的混合主動協作上,而不是機器人控制和自我調節。一個例子是 Baraglia 等人研究機器人幫助人類完成組裝等協作任務。他們的論文假設協作主動采取以下三種形式之一:人工主動幫助,即人類控制機器人以推動它前進;機器人發起的反應式幫助,當機器人觀察到人類當時需要幫助時;以及機器人發起的主動幫助,它可以預見到需要幫助。每種形式都是由于直接可感知的時間或視覺狀態,例如,物體的位置和動作的時間。因此,主動性不需要機器人具有人類的心智理論,只需要清楚地表示聯合任務即可。這種類型的舉措似乎滿足了系統-國家自治類別的最低要求,但不符合與管家相關的有意自治水平。

家庭服務機器人是否需要有意識或約束自主級別的主動性才能成功,無論是協作還是內部?Jeeves 和 UnCharles 都有意識自主權,這使他們能夠解決大多數任務和情況。兩者都具有約束自主性;正如那首老歌所說,他們可以接受這份工作并推開它,但他們卻選擇幫助人類。在現實世界中,有意識的自主性可能是功能性個人家用機器人的里程碑,而約束自主性是將功能性機器人轉變為像 UnCharles 這樣可愛的伙伴的額外東西。

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原文標題:Science Robotics 服務機器人應該有多大的主動性?

文章出處:【微信號:robotmagazine,微信公眾號:機器人技術與應用】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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