將普通機器人升級成電子寵物的Bots_alive

三月 1, 2017
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人類是否想要擁有機器寵物?

隨著機械和機器人越來越「聰明」、與人互動的能力日益增進,機器寵物成為現實也僅隔一步之遙。「機器寵物要複雜到可以當作貓或狗等寵物,其實還有非常長一段路要走,」bots_alive創始人和執行長Bradley Knox博士表示,「做出狼蛛或魚之類的機器寵物其實更容易實現。」
Knox博士曾在麻省理工學院媒體實驗室(MIT Media Lab)研究人工智慧(Artificial Intelligence)及人機互動(human-robot interaction)。他的公司在Kickstarter上募資,目標是透過裝載機器學習、電腦視覺及擴增實境(AR)功能後,將HexBug公司出產的玩具蜘蛛(HexBug Spider)變成簡單的機器寵物。整個計畫只花不到兩天就達成了募資目標。若募資金額達到五萬美元的進階目標,Knox博士和其團隊會在初發行版本之外,再加上相撲摔角功能,讓兩臺機器人決鬥。
Knox博士決定在產品上市初期將研發精力聚焦在人工智慧及人機互動上,也因此Kickstarter募資計畫僅是在現成的量產玩具上附載外掛式套件。他的終極目標還是研發自己的機器人。「我們的長期目標是做出模擬動物(zoomorphic)、能讓人稱之為寵物的機器人,」Knox博士表示,「Hexbug機器蜘蛛讓我們得以推出首波產品而不必打造複雜的機器人。」
如果你在Kickstarter上資助bots_alive,可以期待發生什麼事呢?

你能得到什麼樣的產品?

bots_alive套件發布前,我就收到了公司寄給我的原型。完整的產品包中包含4個障礙物及1個行進目標,都是以3D列印打造。上面已貼好標示障礙與目標用的貼紙,我只需要另外在Hexbug機器蜘蛛上貼上正確的貼紙即可。此外,產品包裏還附有另一組貼紙,可以貼在第二台機器人上(如果有的話)。bots_alive套件也包含可插入手機或平板電腦耳機孔的紅外線訊號發射器、耳機孔90度轉接頭以及用於紅外線訊號模組的USB充電線。還有一張內容簡單的紙本說明書,引導你進入botsalive.com 網站的設定頁面。在設定頁面中有一些有用的短片以及如何安裝/刪除操控bots_alive機器人專用app的說明。
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這些是bots_alive包裝裡所有的內容。

Bots_alive app目前只有iOS的版本,不過在Kickstar募資出貨時將會包含Android版本。贊助者將會收到一封產品啟用的電子郵件,指引買家下載app。App的設定分成兩部分,首先下載「TestFlight」軟體,該軟體可支援iOS 8.0或更新的作業系統版本。接下來在Testflight上啟動bots_alive的軟體邀請後,就可以下載了。我則是在iPad Mini上安裝這個bots_alive。Knox博士解釋,由於這個app最早是在iPhone上測試運行,因此iPad的測試將會延後一些時間。這導致我在iPad Mini上使用bots_alive時遇到了一點困難,幸好Knox博士在電話中幫我克服了這些問題。這些問題應該可以在產品出貨前修正完成。
撇開這些app安裝上的小問題不談,設定本身其實相當容易。整個安裝及設定過程都有詳細且清楚的說明。除此之外HexBug遙控器也相當好用,可以確認你的機器人是否正常運作,尤其是如果你想做一些除錯處理(troubleshooting)時。
當你組裝完成,它會有哪些功能呢?

它可以做什麼?

Bots_alive app可以透過手機及平板電腦上的相機來產生頭頂視角的畫面;紅外線訊號發射器插上手機或平板電腦的耳機孔後,就能傳送指令給機器人,完全取代常見的紅外線遙控器。此外在機器人、障礙物和目標上都有各自獨特的標示,如此app就能透過這些標示辨認出不同的物體。Bots_alive將可支援最新版本的蘋果iOS及Android手機和平板電腦的作業系統。
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藍色的目標會引導bots_alive機器人向它前進,而紅色的障礙物則會阻擋機器人。攝影:Andrew Terranova

光是看著bots_alive機器人就很有趣了。機器人的外觀看起來並沒有什麼特別,但其實它的構造其實相當複雜,藉由調整障礙物及目標的擺放位置,bots_alive機器人可以做出相對應的動作。
bots_alive機器人藉由模仿動物的行為來與標示過的物體互動。舉例來說,它並不是直接朝向目標前進,有時候則會表現出猶豫和一定程度的隨機活動,這些動作在一般的機器人上是看不到的。把標記的障礙物放到機器人行進的路線上時會生更多隨機動作。它通常會避開這些障礙物,不過有時候也會試著推開障礙、或者看起來就像出於好奇而碰觸障礙物。
接著,我們來看看bots_alive機器人之間會如何互動。

機器人如何學習?

在這些擬真動作的背後其實是由非常成熟的程式語言來控制的。研究人員在程式發展初期,偷偷地遙控機器人來與孩童們互動,並在孩童產生正面回應時,記錄下相應的資料。奠基於成功互動的演算法由此誕生,而bots_alive機器人的程式就是由這個演算法來驅動的。bots_alive機器人的各種動作表現是基於機器學習(machine learning)和隨機過程(stochastic processes)而來,而不是依據統計結果而寫入程式碼的反應動作。
「這就是我們用來發展機器人『人格』的方式,」Knox博士如此解釋這項技術,不過這個技術並不開放給終端使用者。Knox博士希望人們透過實物和自然動作與機器人互動。「你不可能用程式碼控制你的狗,同樣的我們也不希望消費者用程式碼控制bots_alive機器人。」
把機器人想成一個人格角色是一個很好的比喻。就像當電玩遊戲設計出很好的角色發展系統時,玩家會對遊戲角色的遭遇更有同理心,並對遊戲更投入。而與電玩遊戲不同之處在於,bots_alive機器人是實體、而電玩角色是虛擬的。
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bots_alive機器寵物正望向障礙塔頂端的標記。攝影:Andrew Terranova

這次將發行的產品在遊戲測試階段時,孩子們是將智慧型手機的螢幕當做參考,而不是他們關注的目標。孩子們用各種意想不到的方法,不斷的對機器人試探和互動。其中有幾名小孩開始堆疊有紅色標記的障礙物,然後把藍色標記的目標物放在最上面,做出一個根基不穩的塔。由於機器人擁有鳥瞰視野來看這些標記物,只看得見藍色目標,因此會為了到達目標所在地而把塔撞倒,這引發了孩子們極大的樂趣。
雖然募資計畫與機器人已經很酷了,但這僅是bots_alive長期計畫的開端。

未來的計劃?

該公司的核心計畫是自主製造構造簡單又有陪伴效果的機器寵物。Bots_alive公司希望未來可以將專利技術授權給各個玩具公司。想像看看,未來人們將可以用實際的動作和互動來寫機器人的程式碼,就像有獎勵和懲罰的訓練一樣。不僅如此,這也是bots_alive公司可以採用的計畫之一。他們的目標甚至獲得美國國家科學基金會(National Science Foundation)的許可。
雖然初期的產品並不開放控制程式碼給一般消費者,bots_alive公司正考慮提供程式碼開發介面(API, Application Programming Interface)給開發者。或也有可能用於STEM教育使用。Bots_alive同時也在考慮研發一個與Scratch語言相似的程式設計介面,讓學童可以為自己的機器人寫下程式碼。
長期而言,Knox博士將bots_alive公司的產品視為引人注目的玩具和陪伴。想像在未來世界,機器人將是生活中的一部份,而且永遠不會關機,還能自行充電。你可以把這機器人當成可以建立關係的寵物,例如黃金鼠,但同時又像養魚一般,只要觀賞就能獲得很多樂趣。
飼養寵物已經證實對身心有各種益處,但並不是每個人都能擁有寵物。舉例來說,出租的公寓通常禁止飼養寵物;派駐遠方的軍人、及安養中心的年長者同樣也會感到孤寂。由此可見,未來應該有很多人會享受與機器寵物互動。
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未來我們真的可能擁有機器寵物嗎?或許bots_alive正踏出AI進化的領先一步了。攝影:Andrew Terranova

(譯:葉家豪)
原文
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