美國田納西大學和橡樹嶺國家實驗室的科研人員研制出一臺基于神經(jīng)形態(tài)計算技術(shù)的機器人。

一個由美國田納西大學（University of Tennessee）和橡樹嶺國家實驗室（Oak Ridge National Laboratory）的研究人員組成的團隊研制出了一臺有大腦的機器人。這臺機器人有個親切的名字——“霓虹”，就像是Roomba（iRobot公司智能掃地機器人）和迪士尼皮克斯動畫“機器人總動員”締造的一個混血兒。它能夠在空間中導航，同時通過感應物體來避開障礙物，然后改變方向，避免撞到它們。美國田納西大學的神經(jīng)形態(tài)研究小組把成功研制這臺機器人視為向新無人機技術(shù)邁進的一步。

“神經(jīng)形態(tài)”術(shù)語意味著計算機科學家的“大腦”。可以說，機器人從接連它們的電腦處獲得智力，而“霓虹”這臺機器人不是。“大多數(shù)計算機都運行代碼，”神經(jīng)形態(tài)研究小組的顧問Mark Dean教授說。“‘霓虹’機器人里沒有代碼。它有神經(jīng)元和突觸，并根據(jù)訓練的內(nèi)容來運作。”該機器人原型仍然需要用計算機啟動，但是一旦打開，它就不需要外部編程來進行移動了。

在田納西州大學研究人員Parker Mitchell和Grant Bruer用一個小型筆記本電腦演示了這臺機器人。當機器人指示燈一亮，他們就把機器人放置在迷宮內(nèi)的水泥地上，迷宮由錐形筒和塑料筒圍成，他們時不時會走到迷宮前面，測試它的反應時間。這個小心翼翼的機器人在房間里旋轉(zhuǎn)著，偶爾還會有螺絲脫落，它的眼珠不停地轉(zhuǎn)動，活像《地球脈動2》（英國廣播公司播出的紀錄片）里的火烈鳥。在訓練中，“霓虹”學會了害怕碰撞，變得更聰明，每次在接近某物時都表現(xiàn)得更準確。

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適者生存

為了讓“霓虹”達到這一點，許多代的“霓虹”機器人不得不接受橡樹嶺國家實驗室的旗艦版超級計算機“泰坦”（Titan）的高風險訓練，這可能會讓一些軍事訓練營蒙羞。

前田納西州大學學生、橡樹嶺國家實驗室研究員Katie Schuman是該研究團隊的導師。Schuman說:“我們通過模擬來操作它，下一步是訓練大腦不僅可以避開物體，而且可以針對特定物體。它被賦予動機去盡可能多的地方，而不會有任何影響。”Schuman提到的動機是生存，在“泰坦”18000臺電腦的24小時訓練期間，成千上萬甚至上百萬個版本的“霓虹”在她的手中死去。當然，機器人不會感到疼痛，但如果可以的話，這將是一個非常悲傷的故事。“就像適者生存一樣，”Mitchell說。“好的大腦會繼續(xù)運轉(zhuǎn)，壞的大腦會死亡。”這樣，大腦就會隨著時間的推移而進化。Mitchell和Bruer賦予這個小小的大腦一個身軀，從而可以投入工作。在這個神經(jīng)形態(tài)研究團隊中，大約有20名工程專業(yè)學生做出了自己的貢獻。

Schuman說，看著“霓虹”的各種迭代，他們開始注意到關(guān)于它的學習方式的一些趣事。例如，早期的“霓虹”碰到角落時，為了逃離出來，它們會旋轉(zhuǎn)幾次。現(xiàn)在“霓虹”只需要適當?shù)馗淖兎较蚓涂梢粤恕Ｍ瑯拥兀摍C器人總是朝同一個方向轉(zhuǎn)動，從角落里走出來，或者遠離障礙物。她說：“我認為這是一個效率的特性，因為它的目標是覆蓋盡可能多的地面。”

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應用

“霓虹”機器人的潛在應用不會只停留在無人駕駛飛機領(lǐng)域。Dean教授表示，擁有像“霓虹”一樣小的大腦的自主機器人非常罕見，這使得該機器人適用于資源稀缺、體重受限的環(huán)境中。這可能是無人機，但也可以應用于衛(wèi)星和水下交通工具。

Dean教授稱，下一步是訓練大腦，使機器人不僅可以避開物體，而且可以針對特定物體。他說:“我們的首要目標是建造能夠適應所處環(huán)境的事物，這樣它們就能根據(jù)所學，在不同的環(huán)境中生存。”