正文

快速、廉價(jià)、失控(1)

失控 作者:(美)凱文·凱利


  

布魯克斯在他的一篇論文里首先闡述了怎樣使創(chuàng)造物“無知無覺”地走路的方法:

沒有所謂的中央控制器來指導(dǎo)身體把腳放在哪里,或者跨過障礙時(shí)要把腿抬多高。實(shí)際上,每條腿都有權(quán)做些簡(jiǎn)單動(dòng)作,而且每條腿都能獨(dú)立判斷在不同環(huán)境下該如何行事。舉例來說,一個(gè)基本動(dòng)作的意識(shí)是,“如果我是腿而且抬起來了,那么我要落下去”,而另一個(gè)基本動(dòng)作的意識(shí)可描述為,“如果我是腿在向前動(dòng),得讓那五個(gè)家伙稍微拖后一點(diǎn)”。這些意識(shí)獨(dú)立存在且隨時(shí)待機(jī),一旦感知的先決條件成立就會(huì)觸發(fā)。接下來,要想開步行走,只需按順序抬起腿(這是唯一可能需要中央控制的地方)。一條腿一抬起來就會(huì)自動(dòng)向前擺動(dòng),然后落下。而向前擺動(dòng)的動(dòng)作會(huì)觸動(dòng)其余的腿略微向后挪動(dòng)一點(diǎn)。由于那些腿正好接地,身體就向前移動(dòng)了。

一旦機(jī)器生物能在平滑表面穩(wěn)步前行了,就可以增添一些其他動(dòng)作使它走得更好。要讓成吉思翻越橫亙?cè)诘匕迳系碾娫挷?,需要安裝一對(duì)觸須,用來把地面上的信息傳遞回第一組腿。來自觸須的信號(hào)可以抑制電機(jī)的動(dòng)作。此規(guī)則可能是,“如果你感覺到什么,我就停下;不然我還接著走?!?/p>

成吉思在學(xué)會(huì)爬過障礙物的同時(shí),其基本的行走模式卻未受到絲毫擾亂。布魯克斯借此闡釋了一個(gè)普適的生物原則――一個(gè)神律:當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),不要擾亂它;要以它為基層來構(gòu)建。在自然體系中,改良就是在現(xiàn)存的調(diào)試好的系統(tǒng)上“打補(bǔ)丁”。原先的層級(jí)繼續(xù)運(yùn)作,甚至不會(huì)注意到(或不必注意到)其上還有新的層級(jí)。

當(dāng)你的朋友告訴你走哪條路去他家的時(shí)候,絕不會(huì)順便告誡你“千萬別撞車”,即便你確實(shí)必須遵守此訓(xùn)誡。他們不需要就那個(gè)低層次的目標(biāo)和你溝通,因?yàn)槟闶炀毜鸟{車技術(shù)早已保證那個(gè)目標(biāo)會(huì)輕易實(shí)現(xiàn)。而走哪條路去他家就屬于高層次的活動(dòng)了。

動(dòng)物(在進(jìn)化過程中)的學(xué)習(xí)方式與此類似。布魯克斯的移動(dòng)機(jī)器人亦是如此。它們通過建立行為層級(jí)來學(xué)會(huì)穿越復(fù)雜的世界,其順序大致如下:

l  避免碰觸物體

l  無目地漫游

l  探索世界

l  構(gòu)造內(nèi)在地圖

l  注意環(huán)境變化

l  規(guī)劃旅行方案

l  預(yù)見變化并相應(yīng)修正方案

在碰到障礙物的時(shí)候,負(fù)責(zé)無目的漫游的部門不會(huì)大驚小怪,因?yàn)樨?fù)責(zé)避免碰觸物體的部門早已對(duì)此應(yīng)對(duì)自如了。

布魯克斯移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的研究生們制作了一個(gè)拾荒機(jī)器人,他們開心地稱它為“搜集癖好機(jī)”――一到晚上,它就在實(shí)驗(yàn)室里四處搜集空飲料罐。它的無目的漫游部門讓它在每個(gè)房間里晃來蕩去;避免碰觸部門則保證它在漫游的時(shí)候不會(huì)磕碰上家具。

搜集癖好機(jī)整晚地閑逛,直到它的攝像頭偵測(cè)到桌子上一個(gè)飲料罐形狀的物體。信號(hào)觸動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人的輪子,將其推進(jìn)到飲料罐正前方。搜集癖好機(jī)的胳膊并不需要等待中樞大腦(它也沒腦子)發(fā)出指令,就能夠通過周圍環(huán)境“了解”自己所處的位置。它的胳膊上連有傳遞信號(hào)的導(dǎo)線,以便胳膊能夠“看”到輪子。如果它察覺,“咦,我的輪子停下了”,它就知道,“我前面肯定有個(gè)飲料罐”。于是,它伸出胳膊去拿罐子。如果罐子比空罐子重,就留在桌子上;如果和空罐子一樣輕,就拿走。機(jī)器人手拿著空罐子繼續(xù)無目的地漫游(因?yàn)橛斜苊馀鲇|部門的幫助,它不會(huì)撞墻或磕到家具),直到偶遇一只回收筒。這時(shí),輪子就在回收桶前停下。傻乎乎的胳膊會(huì)“查看”自己的手是否拿著罐子,是,就會(huì)扔進(jìn)回收筒。如果不是,就再次在辦公室里四處漫游,直到發(fā)現(xiàn)下一個(gè)罐子為止。

這個(gè)荒唐的、“撞大運(yùn)”的回收系統(tǒng)效率極其低下。但夜復(fù)一夜,在沒有什么其他事好做的情況下,這個(gè)傻乎乎卻很可靠的拾荒者居然搜集到數(shù)量可觀的鋁罐子。


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