近年來(lái)，科學(xué)家們對(duì)機(jī)器人的研究突飛猛進(jìn)，但卻常被大眾理解成《終結(jié)者》電影中的末日?qǐng)鼍?。誠(chéng)然，人工智能的發(fā)展可能會(huì)帶來(lái)一些風(fēng)險(xiǎn)，但是沒(méi)有必要過(guò)度恐懼，因?yàn)檫@會(huì)阻礙研究和創(chuàng)新。

例如，如果人工智能可以「生孩子」，也就是能設(shè)計(jì)自己的未來(lái)版本，它們就能像生物一樣「繁殖」和「進(jìn)化」，將可能發(fā)現(xiàn)許多人類(lèi)無(wú)法企及的創(chuàng)新，增進(jìn)我們對(duì)物理世界的理解。

「非」自然選擇

讓人工智能通過(guò)不斷自我復(fù)制、每次加以些許修改的方式來(lái)改進(jìn)設(shè)計(jì)(也叫作迭代設(shè)計(jì))并不是什么新方法，但目前僅限于計(jì)算機(jī)模擬。你可以對(duì)具有繁殖能力的生命形態(tài)進(jìn)行建模，模擬與真實(shí)生物進(jìn)化相類(lèi)似的自然選擇過(guò)程。最成功的個(gè)體繁殖和傳播自己的可能性更大。所以在若干代之后，你會(huì)得到一個(gè)最優(yōu)的版本，而這個(gè)版本可能是人類(lèi)設(shè)計(jì)師抓耳撓腮也想不出來(lái)的。

在計(jì)算機(jī)上對(duì)自然選擇和進(jìn)化進(jìn)行模擬有很多優(yōu)勢(shì)。理論上說(shuō)，這種方法唯一的局限就是迭代次數(shù)和繁殖速度受到計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的限制。計(jì)算機(jī)可以輕易丟棄沒(méi)有前景的模型，并迅速探索那些有潛力的設(shè)計(jì)。有了計(jì)算機(jī)，就沒(méi)有必要購(gòu)買(mǎi)大量的原材料，因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)存很便宜，也不占空間。

但問(wèn)題是，計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的生命形態(tài)可能與現(xiàn)實(shí)世界中能夠存在的物體相去甚遠(yuǎn)。雖然我們能夠據(jù)此造出具有物理實(shí)體的機(jī)器人，但卻沒(méi)法像計(jì)算機(jī)模擬一樣改變它們的形狀。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我和我的同事造出了一臺(tái)「媽咪」機(jī)器人，它可以在無(wú)人類(lèi)干預(yù)的情況下，生產(chǎn)出自己的「孩子」。這個(gè)成果發(fā)表在《PLOS One》上。首先，我們對(duì)它進(jìn)行了編程，讓它可以生產(chǎn)簡(jiǎn)單的小機(jī)器人，每個(gè)小機(jī)器人由1到5個(gè)塑料方塊組成，里面有一個(gè)小馬達(dá)，使它們可以爬行。接著，「媽咪」機(jī)器人會(huì)迅速測(cè)試哪個(gè)「孩子」的表現(xiàn)最好。

接下來(lái)，基于第一代小機(jī)器人的測(cè)試結(jié)果，「媽咪」機(jī)器人會(huì)根據(jù)自然選擇的原則造出第二代。它使用第一代中最棒的那個(gè)「孩子」的「虛擬DNA」作為第二代設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，以傳承這種優(yōu)秀的特征。這個(gè)過(guò)程重復(fù)了幾百次，最終，在最后一代中得到了一些最適宜的個(gè)體，它們運(yùn)動(dòng)起來(lái)的速度是第一代中最棒的個(gè)體的兩倍。

發(fā)明之母

這個(gè)媽咪機(jī)器人不停為她的孩子創(chuàng)造出新的形狀和行進(jìn)步態(tài)，設(shè)計(jì)出了人類(lèi)工程師難以想象的形態(tài)。這其中最有趣也最重要的一件事是，她實(shí)際上展現(xiàn)出了一些創(chuàng)造力。

傳統(tǒng)的機(jī)器人是在工廠(chǎng)中生產(chǎn)出來(lái)的，它們的程序由人類(lèi)事先編好，只能完成預(yù)設(shè)的任務(wù)。而我們的媽咪機(jī)器人則能夠自動(dòng)建造出小機(jī)器人，不需要任何人類(lèi)設(shè)計(jì)師。其結(jié)果是，她「發(fā)明」出了新型的設(shè)計(jì)。

目前，她造出的小機(jī)器人還很簡(jiǎn)單，沒(méi)法成為第二代媽咪機(jī)器人，所以我們的「自然選擇」還不完整。但是，隨著技術(shù)進(jìn)步，我相信未來(lái)一定能完成這樣的事。

可是，讓機(jī)器人自己進(jìn)化，這聽(tīng)起來(lái)是不是很危險(xiǎn)?我們認(rèn)為并不危險(xiǎn)。我們研究的目的是造出創(chuàng)造的機(jī)制。我們想知道機(jī)器如何處理未知的物體，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中如何涌現(xiàn)新點(diǎn)子和新設(shè)計(jì)，以及要?jiǎng)?chuàng)造出真正新型的東西到底需要投入多少時(shí)間、能量、原材料等資源。

這些機(jī)器人孩子的設(shè)計(jì)讓我們感到驚訝，因?yàn)樗鼈兊囊恍┰O(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)形態(tài)是人類(lèi)設(shè)計(jì)師一般不會(huì)考慮的。但是，工程學(xué)是一個(gè)自下而上的過(guò)程，需要從理解物體運(yùn)行的規(guī)律中一點(diǎn)點(diǎn)構(gòu)建起技術(shù)的大廈。所以，與生物進(jìn)化不同，我們的「進(jìn)化機(jī)器人」會(huì)永遠(yuǎn)處在我們預(yù)期的范圍和控制之內(nèi)。