豐田推出機(jī)器人“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”

適用于多種場景

可執(zhí)行85%的人類級任務(wù)

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豐田研究院（Toyota Research Institute，以下簡稱TRI）研究并推出了一款機(jī)器人“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”系統(tǒng)，并將其首先應(yīng)用在輔助家用方面。2015年，TRI首席執(zhí)行官吉爾·普拉特（Gill Pratt）表示，機(jī)器人技術(shù)爆炸的關(guān)鍵在于云機(jī)器人技術(shù)和深度學(xué)習(xí)的結(jié)合。這就是所謂的“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”：使一個(gè)機(jī)器人能夠從人或模擬中學(xué)習(xí)執(zhí)行任務(wù)，然后與所有其他機(jī)器人共享該知識，以便他們可以在新情況下執(zhí)行任務(wù)，那么就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人功能呈指數(shù)級增長。簡單說，就是讓機(jī)器人在不斷迭代升級的過程中，與其他機(jī)器人共享學(xué)習(xí)成果。

在真實(shí)場景中測試是實(shí)現(xiàn)艦隊(duì)學(xué)習(xí)并確保能夠保持機(jī)器人可靠性的關(guān)鍵因素。此外，人類教學(xué)也是讓機(jī)器人更加智能可靠的方式，機(jī)器人可以通過人類老師學(xué)習(xí)到執(zhí)行任務(wù)的能力，利用人類的智力和洞察力來指導(dǎo)機(jī)器人的身體控制。為了幫助激發(fā)機(jī)器人“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”的能力，TRI提出了一項(xiàng)研究挑戰(zhàn)，通過教導(dǎo)機(jī)器人使其能在實(shí)際家庭中執(zhí)行有用的人類級任務(wù)。

對于機(jī)器人來說，在家庭環(huán)境中進(jìn)行操作和導(dǎo)航是非常困難。因?yàn)?strong>每個(gè)房屋都是唯一的，具有不同配置的對象的不同組合，而且這些組合可能會(huì)隨時(shí)間變化。為了解決機(jī)器人在家庭環(huán)境中面臨的多樣性，TRI通過人類教導(dǎo)機(jī)器人執(zhí)行具有各種對象的任意任務(wù)（如抓取物品、開關(guān)門等），而不是通過編程使機(jī)器人執(zhí)行具有特定對象的特定預(yù)定義任務(wù)。通過這種方式，機(jī)器人學(xué)會(huì)了將所看到的與所學(xué)的動(dòng)作聯(lián)系起來。當(dāng)機(jī)器人再次看到特定的對象或場景時(shí)，即使場景略有變化，它也知道可以對看到的東西采取什么動(dòng)作。

人類老師可以通過機(jī)器人的傳感器在電腦屏幕前以3D方式看到機(jī)器人實(shí)時(shí)觀看的內(nèi)容。人類老師可以選擇不同的行為對機(jī)器人進(jìn)行指導(dǎo)，然后對其進(jìn)行注釋，將場景的各個(gè)部分與行為相關(guān)聯(lián)，例如教會(huì)如何握住手柄并打開冰箱門。

機(jī)器人自身通過傳感器會(huì)不斷感知周圍環(huán)境，預(yù)測安全路徑，然后根據(jù)這種理解來制定行走或運(yùn)行路線。新的深度學(xué)習(xí)方法直接從視覺輸入中計(jì)算出低水平的動(dòng)作，這需要機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的大量數(shù)據(jù)。教學(xué)系統(tǒng)只需要了解正在執(zhí)行的行為相關(guān)的周圍事物，不需要提前輸入對象模型或地圖，就可以教導(dǎo)機(jī)器人將行為和任意場景、對象和語音命令相關(guān)聯(lián)。

目前，TRI的系統(tǒng)可以成功地執(zhí)行約85％的相對復(fù)雜的人類級任務(wù)。每個(gè)任務(wù)由大約45個(gè)獨(dú)立的行為組成。

機(jī)器人“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”系統(tǒng)的應(yīng)用場景

這種“艦隊(duì)學(xué)習(xí)”系統(tǒng)可以輕松地?cái)U(kuò)展并應(yīng)用到家庭以外的其他環(huán)境。例如可以快速而遠(yuǎn)程地指導(dǎo)工廠中的工業(yè)部門執(zhí)行重復(fù)的制造任務(wù)，或者快速調(diào)整物流機(jī)器人的包裹揀選任務(wù)等等。