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假如机器人拥有“痛觉”......

2018-1-5 16:58 38 0 编辑:xuni99
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我們常常會思考一個問题,当我们重重的击打机器人的外壳、甚至用烈火炙烤它们时,它们会感到“痛”嗎?
在电影《超能查派》里,当机器人查派还是没有思想的機械战警時,它可以直面槍林弹雨。可当它拥有了自己的思想之后,就會感到燃燒瓶砸到身上帶来的痛楚,甚至会因此而感受到恐懼。
很多时候,我們會把機器人有没有知觉和機器人是否是“人”划上等号。不過,雖然现在的機器人距離“人”還有点遙远,但我們已经可以让它們感受到痛觉了。
机器人也会痛?PETR的成员在哪里?
首先,關于機器痛觉這件事就是一個哲學概念。劍桥大學甚至做了一部名为《機器痛覺》的紀錄片去讲述关于机器痛覺的哲学、社会學概念。
痛觉是一種“感觉”,要建立在“意識”之上。我们或许可以簡单的把痛覺理解為神经對外界的一种反饋,可有些时候人體并没有受到触碰,却能“感受”到痛。所以,有時候痛是一種和尴尬、生氣、傷心一樣的负面反饋。

那么如果機器人真的拥有了痛覺,我們和机器人之间的關系将會怎樣呢?
我们可以联想到毀誉参半的PETA组织——善待动物组織,这个组織的一些思想几乎偏向于極端,像是一些偏激的組織成员會反对利用畜力進行勞作,认為這樣会給动物造成痛苦。想象一下,当机器人拥有了痛觉,它们在進行一些會对自身造成损傷的工作時會感受到“皮痛”,在與外界接觸时会感受到“心痛”,甚至會因为这些痛而产生抗拒工作的情绪,這時人類真的能够忽略机器人的痛楚,强行驱使它们去工作嗎?或許也會出现一個PETR组織——People for the Ethical Treatment of Robots善待机器人組織。
當然,現在考虑機器人人道有點杞人忧天了。想要讓机器人獲得認知痛苦的能力,難度無異于重新開发出一种“機械大脑”,目前相關的研究都还停留在實验室當中。
讓機器人痛苦到底有什么用?
也就是說,讓機器人产生“痛觉”这件事情是毫無價值的了?
我們或許可以從人类与痛覺之间的關系來看。对于人类來说,痛覺,尤其是生理上的痛覺,其实是一种自我保護机制。比如我們會觉得發霉的東西又酸又臭无法入口,其实是在进化中形成的一種保護机制,为了防止誤食对身體有害的发霉食品,所以大脑告訴我們“這個味道很讨厭”。
痛覺也是一樣,它提醒着我們時刻关注身体內外的狀況,以免不知道自己生病或者深陷危險。对于机器人來说,這種自我保護机制也是很重要的。

舉个例子,全地形机器人可以走过各種高坡低谷,但一些角度過于大的地形也会对机器人造成损伤。想要避免这些損傷,就可以給機器人設定一个閾值,傳感器觀察到超过這個阈值的夾角,就可以想辦法以其他形式通过地形。
理解痛觉,也能幫助机器人更好的服务人類,如果把機器人的感官靈敏度調整的和人接近,機器人和人交互时同樣能感受到人一样的痛覺——力的作用是相互的。這樣機器人在服务人的時候,就不太容易出现因为過于用力而傷害到人的情況。
那么,我们是如何让机器人感受到“痛”的呢?
其实強化學习的训练就是一種典型的“鞭笞訓练法”。强化学習是通过某一環境下智能体的自主动作,人為再加上反饋來不断鼓励、纠正智能體的行為,直到智能体自我迭代成我們需要的样子。其中反饋分为正面反馈和負面反饋,當智能体接近我们想要的目标時,給予正面反馈,反之则给予負面反饋。這兩種不同的反馈对于機器人來說,就是痛感和快感。
按照這样的思维,人類的進化过程仿佛就是以生存繁衍為终極目标的强化学习過程。我们会从性行为中感受到快感,会从割破皮肤中感受痛苦,或許就是“某個程序員”在用不同的反饋告诉我們,多生娃、少作死。
神奇的KUBA機械手臂,会痛,還会找“媽妈”
说了这么多,那些擁有痛覺的机器人究竟在哪呢?有關机器人痛觉項目最著名的产品,應該就是来自德國漢诺威大學的“人工機器人神經系统”。

“人工機器人神經系统”是一種仿生機器人控制系统,研發灵感就来自于人类因疼痛而產生的自我保护機制。研究人員把系統做成了一種名为“生物触觉指尖”的传感器搭载到了KUBA的机械手臂上,在人工机器人神經系统的控制下,傳感器可以将觸碰到的压力和温度转化为“痛感”,并將痛感分為了幾個级別。
當輕微疼痛出现時,机器人应該尽可能避免痛感,或者继续忍受著完成任務;如果出现了中度疼痛,机器人会快速收回手臂,要是出现了可能对自身造成损伤的剧烈疼痛,機器人在收回手臂后会向人類发出求助信号,就像孩子在摔跤后會哭著找媽媽一樣,并且切換到額外的阻尼重力補償来消散壓力帶来负面影响。
别看僅僅是简單的三种分級和对应的解决方式,對于KUBA这類工業机器人來說,這一个简單的設定可以在提高無人化的基礎上保持机械原有的損耗率。
除了德國,中国華中大學也有研究团队正在研究一種“人造皮膚”,這种可以應用到機器人身上的皮肤和人类皮膚一樣,不仅能感受到压力,還能感受到壓力帶来的負面反饋。人造皮膚所用的材料可以發射出電信号,直接反馈到系统中。
总的來说,机器人想要實现感受痛觉、并通過痛覺实現其他功能,首先要增加更多的傳感器。其实機器人身上传感器越来越多本来就是一個顯著的趨势,就像我们最常应用的手机,这幾年陆续的多了陀螺仪、双攝像頭、紅外深度传感器等等多种传感装置。
其实人類自己也和机器人一样,很少思考天為什么是藍的、流血了為什么会痛,只是感受到來自各個传感器的“感覺”,驅使着自己行动。
要修心,還要耳清目明。這一點,人和機器人都一样。
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