AI在30秒内设计出小型机器人，它们不断长出新的腿# 示例输入与输出**输入**人工智能（AI）是计算机科学的一个分支，旨在开发表现出人类智能的软件或机器。这包括从经验中学习、理解自然语言、解决问题以及识别模式。
人工智能可以在笔记本电脑或智能手机上用短短30秒设计出自主机器人。虽然目前还不必担心每个人都能在等公交时制造出终结者（Terminator），但根据最近的一项研究，这些机器人只是些简单的机器，只能直线移动，无法完成更复杂的任务。（有趣的是，它们似乎总是进化出腿，而不是像鼻涕虫那样蠕动，或像蛇那样蛇行。）但西北大学计算机科学家兼工程师、该研究作者Sam Kriegman表示，经过进一步的发展，这种方法可能会让机器人设计更加普及。“当只有大型企业、政府和大型学术机构拥有足够的计算能力来进行人工智能设计时，它确实限制了人们提出问题的多样性，”Kriegman说。“提高这些工具的可及性是一件非常令人激动的事情。”人工智能现在可以写文章、开车，因此机器人设计似乎是一个合乎逻辑的下一步。但哥伦比亚大学的机器人学家Hod Lipson（未参与这项研究）表示，要创建一个能够有效设计现实产品（如机器人）的算法并不容易。“仍有许多问题有待解决，”Lipson谈到这项新研究时表示，“但我认为这是一个巨大的进步。”该方法使用了一种模拟进化的方式，来设计能够完成特定任务的机器人——在这种情况下，就是向前运动。此前，进化机器人需要生成随机变异、测试这些变异、优化表现最佳的版本并再次测试。Kriegman表示，这种方法需要大量的计算资源。他和同事改用了称为梯度下降（gradient descent）的方法，这种方法更像是一种有方向的进化。这个过程从一个随机生成的机器人身体设计开始，但它与随机进化不同，因为它赋予了算法判断某一体型在理想目标下的表现的能力。在每一次迭代中，人工智能都可以逐步聚焦于最有可能通向成功的路径。“我们为算法提供了一种方法，让它可以判断某种变异是好是坏，”Kriegman说。在他们的计算机模拟中，研究人员从随机形状的机器人开始，为人工智能设定了一个目标——发展出陆地运动能力，然后将这些“初生”机器人释放到虚拟环境中，让它们进化。在10次模拟和几秒钟内，它们就达到了最优状态。研究人员在10月3日的《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences USA）上报告称，从最初的非运动身体设计开始，这些机器人每秒钟的移动距离可达0.5个身体长度，大约是人类平均步行速度的一半。研究团队还发现，这些机器人一致进化出了腿，并开始行走。Lipson表示，仅通过几次迭代，人工智能就能从随机形态中构建出功能性的东西，这非常了不起。为了验证这些模拟是否在现实中可行，研究人员通过3D打印制造了其最佳机器人设计的模具，并用硅胶填充。他们向形状中的小空腔注入空气，以模拟肌肉的收缩和扩张。这些产生的机器人，每个大小大约和一块肥皂相当，像卡通人物一样笨拙地爬行。这个行走的小机器人是由人工智能设计的。图片来源：西北大学“我们真的为它朝正确的方向移动，并且真的移动起来感到非常兴奋，”Kriegman说，因为人工智能模拟的机器人不一定能在现实世界中运行。杜克大学荣誉教授、加州大学洛杉矶分校的研究教授N. Katherine Hayles表示，尽管这些机器人非常简单，只能完成一个任务，但这项研究代表了更先进机器人设计的一步。她也是《我们如何成为后人类》（How We Became Posthuman: Virtual Bodies in Cybernetics, Literature, and Informatics，芝加哥大学出版社，1999年）的作者。梯度下降方法已经在设计人工神经网络（即神经网络——一种受人脑启发的人工智能方法）方面得到了广泛应用，因此将“大脑”与“身体”结合起来将具有巨大潜力，她说。“在我看来，真正的突破将是当你们将梯度下降方法用于神经网络进化，并将它们连接到一个可进化的身体上时，”Hayles说。这样，二者就可以共同进化，就像生物体一样。Lipson表示，能够设计新产品的AI可以帮助人类摆脱各种棘手问题，从设计有助于缓解气候变化的下一代电池，到发现治疗目前无法治愈疾病的新型抗生素和药物。“这些简单、笨重的机器人是朝着这一目标迈出的一步，”他说。“如果我们可以设计出能为我们设计东西的算法，一切皆有可能。”Lipson说，“我们将迎来难以置信的飞跃。”
查看全文
作者最近更新
-
我们进化的历史可以教会我们人工智能的未来scientific
2023-11-11 -
“ChatGPT检测器”以前所未有的准确率识别人工智能生成的论文scientific2023-11-11
-
人工智能需要规则，但谁将拥有制定规则的权力？scientific2023-11-07
评论0条评论