《電子技術(shù)應(yīng)用》
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機(jī)器人正學(xué)習(xí)使用自己的語(yǔ)言交流

2017-03-24

硅谷,聊天機(jī)器人是當(dāng)下熱點(diǎn)之一。像許多人工智能研究者一樣,Igor Mordatch正致力于構(gòu)造一種能夠彼此交流的機(jī)器。但是Mordatch并不是語(yǔ)言學(xué)家。他不直接處理人工智能中關(guān)于語(yǔ)言的問(wèn)題。在他成為人工智能研究者之前,他是一名動(dòng)畫(huà)師。他曾在皮克斯工作,參與制作了《玩具總動(dòng)員3》。工作之余,他在斯坦福和華盛頓大學(xué)負(fù)責(zé)教會(huì)機(jī)器人像人類(lèi)一樣運(yùn)動(dòng)?!拔乙郧熬蛯?duì)教會(huì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)感興趣,”他說(shuō)。如今,所有的知識(shí)技能正以不尋常的方式到來(lái)。


Igor Mordatch出生于烏克蘭長(zhǎng)在多倫多,現(xiàn)年31歲的他如今是OpenAI的訪問(wèn)學(xué)者。OpenAI是由特斯拉公司的Elon Musk和YC的Sam Altman一同創(chuàng)建的人工智能實(shí)驗(yàn)室。在這里,Mordatch正在探索著一條全新的道路,他想要讓機(jī)器不僅能和人對(duì)話,還能彼此交流。他建立了一個(gè)虛擬世界,在這里機(jī)器人必須學(xué)會(huì)創(chuàng)建自己的語(yǔ)言。


OpenAI發(fā)布的一份研究報(bào)告顯示,Mordatch和他的同事創(chuàng)建了一個(gè)虛擬世界。在這里機(jī)器人負(fù)責(zé)完成某些特定的任務(wù),比如移動(dòng)到某個(gè)特定的位置。這個(gè)世界很簡(jiǎn)單,就是個(gè)巨大的白色正方形。在這二維世界里機(jī)器人也只是簡(jiǎn)單的紅綠藍(lán)的圓。但事實(shí)比看起來(lái)要復(fù)雜,機(jī)器人需要借助自己創(chuàng)造的語(yǔ)言相互指揮,配合著完成任務(wù)。

這一切都是建立在強(qiáng)化學(xué)習(xí)的技術(shù)上。這種技術(shù)也被谷歌用來(lái)構(gòu)造AlphaGo——谷歌DeepMind人工智能實(shí)驗(yàn)室借此在圍棋領(lǐng)域獨(dú)孤求敗。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),機(jī)器人通過(guò)不斷試錯(cuò)來(lái)為彼此指引方向,不斷跟蹤著指令的最終效果。如果某個(gè)指令成功幫助它們達(dá)成目標(biāo),那它們就會(huì)知道指令有效并繼續(xù)沿用。通過(guò)這樣的方式,機(jī)器人學(xué)會(huì)建立自己的語(yǔ)言,告訴彼此如何更快地抵達(dá)目標(biāo)。

正如Mordatch所說(shuō),“我們判斷機(jī)器人的會(huì)話是否有效就看它們有沒(méi)有到達(dá)某個(gè)特定的目標(biāo)?!?/p>

為了讓機(jī)器人能夠建立自己的語(yǔ)言,它們被分配了隨機(jī)而抽象的字符串,以便它們?cè)谔摂M世界中給彼此指引方向時(shí)能夠簡(jiǎn)化要學(xué)習(xí)的概念。它們給彼此分配虛擬世界中的目標(biāo),然后執(zhí)行諸如“到達(dá)某個(gè)目標(biāo)”和“觀察某個(gè)目標(biāo)”的指令。Mordatch和他的同事希望,隨著機(jī)器人語(yǔ)言的復(fù)雜化,相應(yīng)技術(shù)能緊跟其后將其翻譯成英語(yǔ)等人類(lèi)能理解的語(yǔ)言。這個(gè)過(guò)程會(huì)很漫長(zhǎng)——至少要有一個(gè)能實(shí)際應(yīng)用的翻譯軟件——但另一名OpenAI的研究員已經(jīng)開(kāi)始著手研究這類(lèi)翻譯型機(jī)器人。

最后,Mordatch表示,他的方法能教會(huì)機(jī)器人更深入地理解語(yǔ)言,告訴它們語(yǔ)言存在的意義——這也為后期進(jìn)行真正的會(huì)話搭建了跳板,有朝一日實(shí)現(xiàn)科學(xué)家夢(mèng)寐以求的人機(jī)對(duì)話。

Mordatch的方法不同于其他人工智能語(yǔ)言研究方法。如今,頂尖研究者們大多在模仿人類(lèi)語(yǔ)言而不是創(chuàng)造新的語(yǔ)言。例如他們的工作集中于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。近些年來(lái),深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——一種通過(guò)在海量數(shù)據(jù)中尋找統(tǒng)計(jì)模式來(lái)學(xué)習(xí)任務(wù)的復(fù)雜數(shù)學(xué)系統(tǒng)——已經(jīng)被證實(shí)在照片識(shí)別、手機(jī)語(yǔ)音控制等方面的高效性。如今,谷歌、Facebook和微軟的研究員正在將類(lèi)似的方法應(yīng)用于語(yǔ)言理解上,試圖識(shí)別英語(yǔ)會(huì)話的模式,但目前收效甚微。

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Mordatch和他的同事,包括OpenAI的研究員和加州大學(xué)伯克利分校的Pieter Abbeel教授,他們對(duì)尋常方法心有疑慮,所以開(kāi)辟了一條不一樣的道路。他們的論文中這樣寫(xiě)道:“要讓機(jī)器和人類(lèi)智能地交互,依靠統(tǒng)計(jì)模式是非常低效的。機(jī)器在它所處的環(huán)境下學(xué)會(huì)應(yīng)用語(yǔ)言(以及其他不依賴(lài)聲音的物理語(yǔ)言)解決問(wèn)題時(shí),才能很好的理解人類(lèi)語(yǔ)言”。

對(duì)早期人類(lèi)來(lái)說(shuō),語(yǔ)言的產(chǎn)生是一種必然。人們學(xué)會(huì)交流是因?yàn)檎Z(yǔ)言幫助他們處理問(wèn)題,使他們超脫于動(dòng)物。這些OpenAI的研究員們想要讓機(jī)器人遵循此道。在機(jī)器人的虛擬世界中,機(jī)器不止學(xué)習(xí)自己的語(yǔ)言,他們也學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的手勢(shì)和行動(dòng)來(lái)交流——例如,指明特定的方向,或者指引他們從一個(gè)地方到達(dá)另一個(gè)地方——就像小嬰兒所做的那樣。這也是語(yǔ)言的一種形式。

也有很多研究者認(rèn)為,借助深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別來(lái)研究語(yǔ)言也是有效的。Saleforce公司的人工智能研究員Richard Socher,也是OpenAI團(tuán)隊(duì)的一員,他說(shuō):“Mordatch的方法本質(zhì)上也是在使用統(tǒng)計(jì)模式,但他是在一個(gè)更簡(jiǎn)單的人工環(huán)境下。在這樣有趣的新領(lǐng)域有所進(jìn)展是非常好的,但并沒(méi)有論文里說(shuō)的那么夸張?!?/p>

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雖然如此,Mordatch的項(xiàng)目表明分析海量數(shù)據(jù)并不是唯一出路。機(jī)器系統(tǒng)也可以從自己的行為中學(xué)習(xí)并強(qiáng)化。OpenAI的其他研究員們搞了一個(gè)更大的虛擬世界,他們稱(chēng)之為“宇宙”。在這里機(jī)器人學(xué)習(xí)使用常用軟件,比如網(wǎng)頁(yè)瀏覽器,這也是通過(guò)一種強(qiáng)化學(xué)習(xí)的方式。對(duì)于OpenAI的創(chuàng)辦者Ilya Sutskever來(lái)說(shuō),這樣安排團(tuán)隊(duì)最終是用來(lái)幫助研究語(yǔ)言理解。一個(gè)人工智能只有在理解人類(lèi)自然語(yǔ)言時(shí)才能上網(wǎng)。與此同時(shí),微軟也在通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)的其他形式來(lái)研究語(yǔ)言,斯坦福大學(xué)的研究者也不例外,他們也正探索自己的方法研究機(jī)器人之間的協(xié)作。

最后,成功很可能來(lái)自于所有技術(shù)的綜合,而不是某一種技術(shù)。Mordatch提出的新思路——機(jī)器人不止學(xué)習(xí)如何交流,還學(xué)會(huì)用自己的語(yǔ)言交流,正像我們?nèi)祟?lèi)所展示的那樣,這是個(gè)很有力的創(chuàng)想。


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