iCub,一個機器人的自我意識覺醒

責(zé)任編輯:王李通

2015-04-15 10:28:27

摘自:機器之心

本文來源New Scientist,作者Tony Prescott,機器之心獨家翻譯出品,參與成員:汪汪、電子羊、青澤萌、微胖、xw奇。Interpersonal self Self-recognition,人際認(rèn)知的自我—自我意識(照鏡子),把其他人當(dāng)成像你一樣的個體;對他人有同情心。

人的自我有5個組成部分。機器現(xiàn)在已經(jīng)具備了其中3個。那么,人工意識離我們還有多遠(yuǎn)呢?它又能揭開哪些關(guān)于我們?nèi)祟愖陨淼拿孛苣兀肯韧ㄟ^下面這個視頻了解一下?lián)碛小敢庾R」的機器人有何有趣的表現(xiàn)。

什么是自我?17世紀(jì),勒奈·笛卡爾曾說過:「我思,故我在?!顾炎晕铱闯梢粋€恒常不變的物體,是存在的本質(zhì),在此之上才能建立起世界觀。而其他人則有完全不同的見解。比如一百多年后,大衛(wèi)·休謨辯稱,根本沒有「簡單而持續(xù)」的自我,只有流動的經(jīng)驗。休謨的觀點與佛教中的「無我」有異曲同工之妙。「無我」這種思想認(rèn)為,不變的自我只是一個幻覺,也正是我們煩惱和痛苦的來源。

今天,越來越多的哲學(xué)家和心理學(xué)家都贊同,自我意識只是一個幻覺。盡管我們都同意幾百年前那個把「自我」看做存在的本質(zhì)、并認(rèn)為它恒常不變的觀念是錯誤的,但現(xiàn)在依然還有很多需要解釋的地方。比如,我們?nèi)绾螌⒆约旱纳眢w與周圍世界區(qū)分開?為何我們總是通過一個特定的視角來經(jīng)歷事情(一般來說,這個視角位于我們大腦的某個地方)?你如何將自己放入對過去的記憶以及對未來的想象中?為什么我們能夠站在他人的角度思考問題?我相信,過不了多久,科學(xué)就能回答其中的大部分問題了。

  我們能從機器人身上學(xué)到關(guān)于人類的知識嗎?

一個很重要的洞見是,自我不應(yīng)該被看做是一種本質(zhì)(essence),而是一組過程。這個過程就像一部正在體內(nèi)運行的虛擬機,和一個程序在計算機中運行時的狀態(tài)一樣。同樣的,大腦活動的一些模式,構(gòu)成了一系列的過程,從中產(chǎn)生了人類的自我。這符合休謨的直覺:如果你停止思考,自我就消逝了。比如說,當(dāng)你進(jìn)入夢鄉(xiāng)時,那個由一系列大腦活動而產(chǎn)生的「你」,將不復(fù)存在。但是,當(dāng)你從夢中醒來,這些過程又在當(dāng)初戛然而止的地方重新激活,產(chǎn)生了主觀上的連續(xù)性。

這種「自我產(chǎn)生于一組過程」的思想,啟發(fā)了我和我的同事。我們相信,這個過程能在機器人中重建。把它拆解成一個個零件,然后再一個個組裝起來,從中能讓我們學(xué)到更多關(guān)于「自我」的知識。這是一個正在進(jìn)行中的合作項目,其中的科學(xué)家來自歐洲的幾個研究所。不可否認(rèn),我們?nèi)杂泻荛L的路要走,但是我堅信,我們一定能創(chuàng)造出一個人工自我意識,如果不能,它至少能擁有最基本的智慧。我們相信,我們的工作有助于解決一些關(guān)于自我意識的核心問題——它感覺起來是如此真實,但是,當(dāng)你聚精會神地對它屏息凝視,它又仿佛消融于無物。

  iCub已經(jīng)被注入了人類自我的關(guān)鍵因素。

來見見iCub吧!這是目前最先進(jìn)的人形機器人(humanoid robot ),我們正在它身上創(chuàng)造自我意識。這個小機器人擁有視覺、聽覺和觸覺,還擁有本體感受(譯者注:本體感覺是指肌、腱、關(guān)節(jié)等運動器官本身在不同狀態(tài)(運動或靜止)時產(chǎn)生的感覺,例如,人在閉眼時能感知身體各部的位置),并能協(xié)同運行身上的53個關(guān)節(jié)。它會說話并與周圍的世界互動,還能通過學(xué)習(xí)來改善表現(xiàn)。目前,全世界共有30個這樣的iCub機器人,分布在世界各地的實驗室里。在我們這里,也就是謝菲爾德機器人實驗室(Sheffield Robotics),我們的iCub的頭上裝有一個控制系統(tǒng),這樣它可以像你和我一樣「思考」。在過去的4年中,我們一直在嘗試讓它擁有自我意識。

要將自我意識植入機器人的大腦,首先我們要考慮的是如何將它拆解開。人類的自我意識由什么組成?成人、嬰兒甚至動物如何識別和估量自我的各個方面?這些問題,哲學(xué)、心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)提供了不同的視角。我們的嘗試開始于心理學(xué),但隨著神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,我們逐漸開始理解大腦活動是如何產(chǎn)生了心理上的自我。

現(xiàn)代心理學(xué)的奠基人之一威廉·詹姆斯(William James)認(rèn)為,自我由「主我」(I)和「客我」(me)組成?!钢魑摇褂勺晕业慕?jīng)驗構(gòu)成(譯者注:主動的自我,進(jìn)行中的意識流),而「客我」則是你對自身的一些認(rèn)識(譯者注:作為思維對象的自我,被注意、思考或知覺的客體)。20世紀(jì)90年代,現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)的先驅(qū)烏利齊·奈瑟爾(Ulric Neisser)進(jìn)一步推進(jìn)了這一觀點。他提出了自我的5個關(guān)鍵方面:生態(tài)或物理環(huán)境中的自我(the ecological or physically situated self)、人際認(rèn)知的自我( the interpersonal self)、引申的自我(the temporally extended self)、觀念性的自我(the conceptual self)和私自性的自我(the private self)(見文章底部的「自我的5個方面」)。奈瑟爾的理論并不是一錘定音的結(jié)論,但它源于對人類認(rèn)知發(fā)展的理解,這是笛卡爾和休謨這種傳統(tǒng)哲學(xué)家所不具備的。它還讓我們瞥見了一些不可或缺的線索,有助于我們一步步構(gòu)建起人工的自我意識。

在創(chuàng)造機器人自我意識的路上,我們進(jìn)行得如何呢?這里,我們使用了一種方法,稱為神經(jīng)機器人(neurorobotics)。也就是說,我們在設(shè)計中,吸收了真正的大腦運作的方式。我們設(shè)計的iCub控制系統(tǒng),模擬了哺乳動物大腦中的關(guān)鍵過程。這些過程之間的交互,由分布式自適應(yīng)控制(distributed adaptive control)支配。這個控制系統(tǒng)的開發(fā)者是我的同事保羅·維斯舒爾(Paul Verschure),他在位于西班牙巴塞羅那的加泰羅尼亞研究所工作。這個系統(tǒng)是以大腦的認(rèn)知結(jié)構(gòu)為模型建立起來的。

如果我們要著手建立一個模擬人類的生態(tài)自我的過程,關(guān)鍵在于意識到自己的身體以及它如何和世界互動。 iCub 要實現(xiàn)這點,需要一個內(nèi)部的「身體圖式」,這一模型將物理部件和身體姿勢聯(lián)系起來。其他機器人學(xué)家可能會直接為「身體圖式」編程,但我們不這樣,我們賦予iCub自行解決的能力。它進(jìn)行一些微小隨機運動,并觀察行為后果,從中學(xué)習(xí)。人類在子宮內(nèi)和嬰兒早期展現(xiàn)出相似的探索行為,術(shù)語叫做 motor babbling(motor babbling機器人將虛擬的復(fù)雜行為和視覺聽覺反饋聯(lián)系起來,這樣當(dāng)它輸出行為時會預(yù)期到感官反饋)。這類似于嬰兒學(xué)習(xí)夠拿物件和學(xué)話的過程),這意味著人類以大致相似的方式了解自己的身體。

利用這種方法,意大利熱那亞的意大利技術(shù)學(xué)院的Giorgio Metta及其同事們正在試圖訓(xùn)練 iCub在自己和他人之間做出區(qū)分,這正是生態(tài)自我的一個基本方面。motor babbling 程序還讓機器人學(xué)習(xí)如何擺出特定的既定姿勢。將這種身體模型和對附近和表面物件的了解相結(jié)合,使得 iCub能夠在不碰撞東西的情況下四處行動。

然后就是暫時擴展自我。關(guān)于這一點我們可以在一個叫N.N.的男人身上尋求一些真知灼見,在20世紀(jì)80年代的一場事故后,他失去了形成長期記憶的能力。他大腦受到了損傷,因此完全無法進(jìn)行預(yù)計。他描述道,試圖想象自己的未來就「像在湖中心游泳。你沒有借力的東西,你什么也干不了?!故ミ^去的同事,N.N.也失去了未來。他維持著完整的生態(tài)自我,但這個自我被圍困在「現(xiàn)在」。

這種時間觀念也為我們的機器人帶來了一個難題。盡管我們可以將其所有的感官輸入轉(zhuǎn)移到硬盤中,iCub得能夠決定如何最好地利用信息以理解當(dāng)下。里昂法國國家健康醫(yī)療研究所的Peter Dominey 的研究團(tuán)隊已經(jīng)解決了這個問題。他們以一種特殊的方式編碼 iCub和物件和他人的互動,這樣就能讓它更清楚地理解和當(dāng)下情景的聯(lián)系。但是這個模型運用的是標(biāo)準(zhǔn)計算技術(shù),因此我們正和他們展開合作以創(chuàng)建一個神級機器人版本。這將直接模擬大腦各區(qū)的處理過程,例如海馬區(qū),海馬區(qū)在創(chuàng)造人類自我記憶方面發(fā)揮作用。

最近的腦成像研究證實了我們從N.N.的經(jīng)歷中了解到的事情:支持我們追憶往事和暢想未來的能力是源于相同的大腦系統(tǒng)。我們希望暫時擴展自我模型 iCub,使其能夠借助過去的語境更好地理解當(dāng)下體驗。這個接下來又能夠增進(jìn)其預(yù)測未來會發(fā)生什么的能力。

將自我視作一系列過程,很顯然這些過程是相互連接的。例如,人際認(rèn)知的自我(interpersonal self)的一個重要方面就是移情(同理心),這源自設(shè)身處地的能力。人類之所以能做到這點,一種可行的辦法是,在心里模擬自己身處他人所處情形下的感受,生態(tài)自我(ecological self)是這一模型的基礎(chǔ)。也就是說人際認(rèn)知的自我可能源自生態(tài)自我。但是還需要什么?我們認(rèn)為一個重要的基石是通過模仿學(xué)習(xí)的能力。

你能夠用自己的身體圖式闡釋他人行為,這部分歸功于鏡像神經(jīng)元,當(dāng)你進(jìn)行特定行為或者你看到別人進(jìn)行這一行為時,你大腦中的這些細(xì)胞就會活躍起來?;谶@一原理,倫敦帝國理工學(xué)院的Yiannis Demiris將iCub的 motor babbling程序擴展成為模仿學(xué)習(xí)系統(tǒng)。結(jié)果,iCub僅靠觀察別人就能迅速習(xí)得新的手勢,或者意識到游戲或者解謎中某些行為的后果。這一系統(tǒng)還將進(jìn)一步擴展以實現(xiàn)移情,這樣 iCub就能識別并反射他人的動作和情緒狀態(tài)了。

還有很多事情要做。相比于人類大腦里面發(fā)生的事情,我們生態(tài)自我、人際認(rèn)知的自我、引申的自我的模型毫無疑問是簡陋的。我們還要解決觀念中的自我和私自性的自我的問題,這能讓iCub知道它是什么,或者說它是誰,并且意識到它擁有不為人知的內(nèi)心世界。

當(dāng)我們準(zhǔn)備將iCub的自我處理功能做的更加真實時,有一些人類的特征我們并不想模擬。我認(rèn)為機器人被設(shè)計的初始動機和目標(biāo)都是很明確的,不應(yīng)該允許它們像人類一樣衍變。

iCub對于語言的有限理解局限了我們的進(jìn)程。盡管機器人可以語音識別,但是這和理解語言大不相同。后者需要把詞語與行為和物體聯(lián)系起來。我們在里昂的同事正在做一個神經(jīng)機器人來解決這個問題,但至少目前來看,iCub只能在少數(shù)幾個話題上進(jìn)行對話,就仿佛在和你做游戲一般。

這就說明了,我們能看到這種機器人潛在的實用性。生態(tài)自我使我們的iCub更安全的在我們身邊。暫時擴展的自我使它記住過去,預(yù)期未來。社交自我使它懂得和預(yù)測人類的需要和行為。這樣的機器人可以與人一起在很多領(lǐng)域工作,例如制造業(yè),搜救與照顧殘疾人。

你可能會說,我們的模型不具備至關(guān)重要的一環(huán):那個詹姆斯理論中最中心的「主我」, 也稱為意識。這其中一種可能是當(dāng)其他的自我都具備的時候這個「我」就會自然產(chǎn)生。換句話說,它可能有在相應(yīng)配置的自我處理過程中自動產(chǎn)生,而不是單獨存在的。回到佛教思想中的自我幻象,當(dāng)你剔除組成這一切的各個要素,可能會走向虛無。

但它到底是人嗎?

我們關(guān)于自我的想法與「生而為人」的意義緊緊相聯(lián)。你能想象么,也許有一天我們會認(rèn)為一個擁有自我意識模擬的機器人是擁有人格的。在17世紀(jì),哲學(xué)家John Locke把一個人定義成一個有理性,可以交流、理解信仰、渴望和意圖、能處理關(guān)系、可以為行為負(fù)責(zé)的個體。Tuft大學(xué)的現(xiàn)代哲學(xué)家Daniel Dennett基本同意這個觀點,但是需要加一個重要條件。一個人被其他人也當(dāng)成人時,也就意味著我們同樣把人格賦予給了其他人。

注意,Locke和Dennett 都沒有說人是生物體。即使這樣,我們的iCub還是不能滿足所有的條件。它已經(jīng)擁有有理性,會使用語言,有信仰和意圖,能建立人際關(guān)系。我們甚至還可能想去評判它行為的合理性。但是,它還沒有一整套的與人類交流的處理過程,所以我們也不能肯定它的心境是和我們相近的。它也不是一個道德體—和我們一般想象的不同—因為他不根據(jù)價值觀進(jìn)行選擇。

盡管這樣,我們每天所體現(xiàn)的人格與直接印象有更接近,而不是一些毫無生機的哲學(xué)上的概念。正如Dennett所說,人格部分體現(xiàn)在旁觀者的眼里。所以,當(dāng)我們與iCub交流時,我們自然會覺得我們的一言一行都在塑造一個全新的人,而并非是機器人。有時候,它甚至讓我有種家的感覺。

不同「自我」(self)的解釋

心理學(xué)家烏利齊·奈瑟爾(Ulric Neisser)的多層面描述自我為機器人提供了模仿的目標(biāo)。

Ecological self,生態(tài)或物理環(huán)境中的自我—擁有觀點,把你和其他人分開,對身體所有部位有感覺。

Interpersonal self Self-recognition,人際認(rèn)知的自我—自我意識(照鏡子),把其他人當(dāng)成像你一樣的個體;對他人有同情心。

Temporally extended self,引申的自我—對自我的過去和將來擁有意識。

Conceptual self,觀念性的自我—自我認(rèn)知;能講出自己的故事,目標(biāo),動機和價值觀。

Private self,私自性的自我—一系列的意識,意識到你的內(nèi)心生活。

Tony Prescott是英國Sheffield大學(xué)神經(jīng)識別專業(yè)的教授,Sheffied機器人項目的領(lǐng)導(dǎo)者。

 

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