英偉達教機器人向人類學習，只看一遍就能成功模擬！

英偉達西雅圖研究團隊開發(fā)了一套新系統(tǒng)，可以通過觀察一個人的行為來教機器人執(zhí)行新任務，機器人只需觀看一次便可成功模擬人類的簡單行為，讓機器人在充滿人類的地方工作，甚至可以向人類學習。

工業(yè)機器人通常總是一遍又一遍地重復已經(jīng)編程好的的任務，通常情況下，機器人與編寫程序的工程師之間存在距離。然而，越來越多的研究人員開始思考如何讓機器人在充滿人類的地方工作，甚至可以向人類學習。

在某種程度上，這正是Nvidia在西雅圖的新機器人實驗室所關注的，該公司的研究團隊今天在澳大利亞的機器人與自動化國際會議（ICRA）上，展示了機器人如何向人類學習的試驗，以及其最近關于機器人教學的工作。

正如英偉達的機器人技術研究高級總監(jiān)Dieter Fox（也是華盛頓大學教授）所言，該團隊希望能讓下一代機器人安全地在接近人類的地方工作，但要做到這一點，這些機器人需要能夠探測到人，追蹤他們的活動，并學習人類如何幫助他人，這可能是在小規(guī)模的工業(yè)環(huán)境中或者在某人的家里實現(xiàn)。

英偉達機器人高級總監(jiān)Dieter Fox

雖然有可能訓練一種通過機械重復來玩電子游戲的算法，并能教會它從錯誤中學習，但Fox認為，這種訓練機器人的方式可能會因為機器人要做決策的內(nèi)容太多而無法有效地完成。相反，由Stan Birchfield和Jonathan Tremblay領導的英偉達研究團隊開發(fā)了一套新系統(tǒng)，可以通過簡單觀察一個人的行為來教機器人執(zhí)行新任務。

實驗中的任務非常簡單，只需將幾個彩色的方塊堆起來就可以，但這也是讓人類快速教授機器人新任務過程中的重要一步。

研究人員首先訓練了一系列神經(jīng)網(wǎng)絡來檢測積木，并推斷積木之間的關系，然后生成一個程序來重復它所觀察到的人類堆積木的過程。研究人員說，這個新系統(tǒng)使機器人觀看現(xiàn)實世界中的一次演示，便能完成堆積木任務。

該系統(tǒng)的一個優(yōu)點是，它生成一個可讀的關于它所執(zhí)行步驟的描述，以便讓研究人員更容易地弄清楚錯誤發(fā)生的具體情況。

英偉達公司的Stan Birchfieldt稱，該團隊的目標是讓非專業(yè)人員對機器人進行訓練變得容易，而且很少有任務比實驗中展示的堆積木任務更簡單。

在該實驗中，正如英偉達團隊在ICRA展示的那樣，有一臺攝影機負責觀看現(xiàn)場，人類只是走上前去，拿起積木并堆疊起來，然后讓機器人重復這個任務。這聽起來很簡單，但對于機器人來說，這是一項艱巨的任務。

為了訓練核心模型，該團隊主要使用來自模擬環(huán)境的合成數(shù)據(jù)，正如Birchfield和Fox強調(diào)的那樣，正是這些模擬使得機器人能夠進行快速訓練，畢竟，在現(xiàn)實世界中進行訓練的時間要長得多，而且可能會更加危險。對于大多數(shù)的任務，都沒有現(xiàn)成的帶標簽的訓練數(shù)據(jù)。

“我們認為，使用模擬技術是一種強大的范例，它將訓練機器人完成以前不可能完成的事情，”Birchfield指出，F(xiàn)ox回應了這一觀點，并指出這種對模擬的需要是Nvidia認為其硬件和軟件最適合這種研究的原因之一。

畢竟，這個訓練過程有著非常強烈的視覺效果，而英偉達在圖形硬件方面的專業(yè)背景肯定會有所幫助。

Fox承認，還有很多研究要做（畢竟，大部分的模擬都不是實際情況），但至少這一理論的核心基礎已經(jīng)到位。

未來，英偉達團隊計劃擴大機器人可以學習的任務范圍，以及描述這些任務所需的詞匯量。

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