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　　(聲明：刊用《中國新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書(shū)面授權)

　　借助于機器人，最新的研究揭示，認知實(shí)際上可能是從激發(fā)精神生活的親身經(jīng)歷和行為進(jìn)化而來(lái)的；新一代的機器人可能最終將提供進(jìn)入人類(lèi)精神發(fā)育途徑的關(guān)鍵認識

　　★ 文/阿茂

　　里奧納多是一部?jì)炔垦b滿(mǎn)了硅芯片的極品機器人。他的特別之處在于，不僅有豐富的面部表情，還和人一樣有學(xué)習的能力。他有著(zhù)一對長(cháng)長(cháng)的耳朵、一對會(huì )眨動(dòng)的棕色大眼睛、毛茸茸的鼻子 ，還有會(huì )坐的身體�？瓷先�，就像是《哈利·波特》中的魔幻生物。

　　不像今天的大多數自動(dòng)機器人，他有著(zhù)生物般的相貌，卻不像我們所看到的任何生物。由于有一副年幼可愛(ài)的面孔，人們和他交流的時(shí)候更像是在與一個(gè)小孩一塊玩。他的智力與一般6歲孩子相仿，但不像標準的機器人那樣采用預先編制的固定思考規則，他可以吸收他人的觀(guān)點(diǎn)，并在隨后的行為中利用這些知識。

　　他的創(chuàng )造者是麻省理工學(xué)院的個(gè)人機器人小組和鼎鼎大名的斯坦-溫斯頓工作室。這個(gè)集藝術(shù)、科學(xué)和發(fā)明于一體的社交智能機器人的名字源自文藝復興的科學(xué)家、發(fā)明家和畫(huà)家——里奧納多·達芬奇，簡(jiǎn)稱(chēng)里奧。

　　聰明的機器人

　　機器人的自由度是衡量機器人技術(shù)水平的一個(gè)重要參數，自由度越多，機器人可實(shí)現的動(dòng)作越復雜，通用性也就越好。麻省理工學(xué)院的另一個(gè)機器人奈克西的面部有15個(gè)自由度，可以做出凝視、抬眉毛、眨眼睛和開(kāi)口講話(huà)等動(dòng)作；里奧則有69個(gè)自由度，其中32個(gè)在面部。所以，他能夠做出與人類(lèi)非常相似的面部表情。雖然全身有很多關(guān)節，但是人們并沒(méi)有把他設計成會(huì )走路的機器人，事實(shí)上，他的自由度主要是被用作表情交流功能的。他能做手勢，也能以一些簡(jiǎn)單方式操縱物體。里奧站高只有6厘米多一點(diǎn)，但他是斯坦維斯頓工作室自2001年秋季以來(lái)所嘗試的最復雜的機器人，也是當今世界上最富表情的機器人。

　　探索人機交流需要構造復雜的機器人。里奧納多內置了大約60個(gè)體積非常小的馬達。研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)用于這種多軸交互式機器人所需要的可以驅動(dòng)很多小馬達的馬達控制系統。如今，8軸和16軸的控制盒都已研制成功。比如，4個(gè)16軸馬達控制盒就可以用來(lái)控制里奧那多，而一個(gè)8軸控制盒就可以用來(lái)控制另外一部機器人樂(lè )寇。

　　借助一個(gè)實(shí)時(shí)人臉識別系統、安裝在右眼上的相機和聲音識別系統，里奧能記住人們的自我介紹和對他人的引見(jiàn)。他還具有視覺(jué)跟蹤的能力，能監視環(huán)境中的人和解釋人的活動(dòng)，會(huì )做以手勢為基礎的交流。

　　里奧身上裝有很多檢測物體視覺(jué)特征(如顏色、形狀和運動(dòng))和檢測人(如膚色、眼睛監測和面部特征跟蹤)的檢測器，這樣，他就具有了注意和跟蹤、估算特定目標的能力。不僅如此，他身上還安裝了大量傳感器，使用了可以偵測出溫度、親近度和壓力的合成皮膚，可說(shuō)是一個(gè)具有一定觸覺(jué)的機器人。

　　那么，這個(gè)類(lèi)人的機器人本領(lǐng)到底有多大呢？請看這個(gè)試驗：在里奧面前，麻省理工學(xué)院的研究人員博林將曲奇餅干藏在兩個(gè)盒子中的一個(gè)，盒蓋敞開(kāi)。在博林離開(kāi)房間后，另一個(gè)實(shí)驗人員走進(jìn)去，用頭巾遮住臉，偷偷打開(kāi)盒子，將餅干從一個(gè)盒子放到另一個(gè)盒子里，并將兩個(gè)盒子蓋都蓋好，然后再偷偷溜了出去。

　　博林很快返回來(lái)，叫里奧給他打開(kāi)餅干盒。結果，機器人將目光從一個(gè)盒子轉向了另外一個(gè)，似乎在動(dòng)腦筋，然后打開(kāi)了第二個(gè)盒子。機器人正確地預測出博林想要第一個(gè)盒子中的曲奇。

　　機器人學(xué)會(huì )自我成長(cháng)

　　里奧是一個(gè)社交機器人，而不是學(xué)術(shù)研究類(lèi)型的機器人。里奧包含了內置的情感移情系統，這使得他可以揣測出他所遇到的人的目標和意向。

　　在計算機科學(xué)家辛西婭·布雷西亞的領(lǐng)導下，博林等研究者受到一個(gè)觀(guān)點(diǎn)的鼓舞——這個(gè)觀(guān)點(diǎn)對具身認知非常重要——模仿是移情最真實(shí)的形式。人們理解，我們可以通過(guò)模仿他人的行為來(lái)與人交流，抑或通過(guò)想象，為的是產(chǎn)生個(gè)人的情感和記憶以激活移情判斷。里奧的設計正反映出這一理念。這個(gè)機器人包括了一套評估和模仿可察覺(jué)面部表情的系統。在實(shí)驗室與人交流時(shí)，里奧學(xué)會(huì )了將特定的面部表情與相關(guān)的反應聯(lián)系在一起。

　　機器人也安裝了評估人類(lèi)聲音性質(zhì)的特定傳感器。這樣，聲音的反饋就使得里奧強化了他人面部表情與其個(gè)人情感之間的聯(lián)系。

　　另外一個(gè)內置系統指導著(zhù)里奧對附近物體的注意力，并留意一些運動(dòng)跡象，比如一個(gè)人的目光和肢體語(yǔ)言。相同的系統使得里奧還能回憶他自己最近的行為和反應，甚至是他執行那些行為的時(shí)間和目的。博林指出，在社交中里奧的傳感器、馬達和注意力系統之間相互影響，最終產(chǎn)生新的思維技巧。將這個(gè)過(guò)程當作計算機認知能力的成長(cháng)，里奧的新成績(jì)包括為了引導一個(gè)人接近從沒(méi)見(jiàn)過(guò)的物體而識別出他對該物體的情感反應。在與人類(lèi)伙伴合作完成一項任務(wù)時(shí)，里奧還成功地調整了他所注視的方向。

　　這樣的本領(lǐng)使得里奧能以相當微妙的方式從人類(lèi)老師那里學(xué)習。博林說(shuō)：“里奧也時(shí)常出錯，但是他能利用一種內置構造來(lái)組織理解周?chē)�環(huán)境中另外一個(gè)人的觀(guān)點(diǎn)，并從社交中學(xué)習�！�

　　推動(dòng)對認知的理解

　　如今，像里奧這樣的機器人正在幫助人們解開(kāi)諸如語(yǔ)言和記憶等生物智能和認知技能的本質(zhì)。

　　科學(xué)家還需要在最終的社交學(xué)習者——嬰兒和幼兒中驗證發(fā)育的原則。新的研究認為，認知發(fā)育的提高，取決于孩子與他們的看管人之間的日常協(xié)作。這種經(jīng)驗刺激孩子注意到事物之間的聯(lián)系，就像孩子能夠認識到，無(wú)論媽媽是否拿了一個(gè)特別的玩具，媽媽的嘴里依然能發(fā)出媽媽的聲音。

　　這與研究人員在里奧身上觀(guān)察的學(xué)習過(guò)程類(lèi)似，正是感覺(jué)、行為和其他非認知功能的神經(jīng)系統變得日益纏繞，促進(jìn)了學(xué)習。史密斯說(shuō)：“這就是認知的全部?jì)热��！?/p>

　　里奧創(chuàng )造了精神研究的新進(jìn)展。他表現出的是新一波的人工智能，其設計理念不再是循規蹈矩，而是具有學(xué)習功能。美國亞特蘭大埃默利大學(xué)的心理學(xué)家勞倫斯·巴薩羅說(shuō)，在社交機器人這樣一個(gè)新興發(fā)展領(lǐng)域，像里奧這樣的機器人能試圖與人交流并從人類(lèi)那里學(xué)習，新一代的機器人可能最終將提供進(jìn)入人類(lèi)精神發(fā)育途徑的關(guān)鍵認識。