還在下圍棋?足球賽才是人工智慧進擊人類的真正目標

1997 年,國際象棋特級大師加里·卡斯帕羅夫輸給 IBM 開發的深藍計算機圍棋系統,從此人們相信,人工智慧具有可塑性。就拿今年 Google AlphaGo 戰勝韓國棋手李世石這件事來說,人工智慧的智能程度就已經超乎了人類的想像。況且,Google 的人工智慧團隊也一直在不斷增強 Deep Mind 的 AI 能力,除了讓人工智慧寫詩、寫小說、作曲,還教它玩起了益智遊戲。

前不久,就有消息稱中國圍棋手柯潔年內將戰 AlphaGo,但比賽還未真正開始,又有消息顯示,柯潔被已 AlphaGo 反超,排名由世界第一降至第二。這一系列的事情似乎都在向人類表示,人工智慧即將超越人類。

但圍棋真的是人工智慧訓練的最佳工具嗎?近日,國外一名來自赫特福德大學的人工智慧教授 Daniel Polanl 發文表示,物理形式的足球訓練才是人工智慧訓練真正的歸屬。

從桌面的圍棋賽到物理形式的足球大戰

對於人工智慧來說,圍棋已經足夠成為一個任務艱巨的挑戰項目。圍棋比賽涉及到錯綜複雜的戰術,比如對每一步棋子的走勢進行預估和判斷。基於大量棋局的訓練,人工智慧演算法將能對一系列錯誤的走勢進行評估。

而直到本世紀初,圍棋人工智慧程序的進展仍然不大,甚至還能被業餘愛好者打敗。到了 2006 年,蒙特卡羅演算法(Monte Carlo tree search)的出現,以及人們對深度學習網路的重新探索,使得這一局勢發生了改變。

得益於這些新技術的融入和整合,AlphaGo 得到了大量的改進,最終在今年 3 月份擊敗世界圍棋冠軍李世石。雖然勝局已定,人工智慧的深度學習還在繼續。

自 1997 年加里·卡斯帕羅夫戰敗後,科學界普遍認為,人工智慧所要應對的挑戰不應只是桌面上的腦力遊戲,相反,它還需要以肢體的表現形式應對現實世界中的挑戰——足球比賽就是一個很好的挑戰方式。

踢足球對於人類來說並非難事,但在 1997 年,能有一個會行走的機器人,用兩腿對足球進行控制,還要會在摔倒的時候爬起來,並且在球場上能與隊友進行溝通……這些幾乎是不可能的事情。因為在當時,只有極少數的實驗室能夠做出會行走的人形機器人。

機器人世界盃與足球人工智慧訓練

在索尼電腦科學研究所所長北野宏明( Hiroaki Kitano )和曼努埃拉·維羅索(Manuela Veloso)等人的倡導下,機器人足球世界盃(Robo Cup)比賽應運而生,其官方目標為:在 2050 年前,研發出一支能戰勝人類的人形機器人足球隊。

在機器人技術還不夠發達的情況下,機器人世界盃一開始採用的是輪式機器人,並且僅在二維平面上進行簡單的模擬比賽。但很快,後來的賽事引進了索尼的四足機器狗 AIBO(雖然並非是人形機器人,但相比輪式機器人已經是很大的飛躍)。

直到 2003 年,人形機器人球員才進入到了這場角逐中,但其起初的表現力也十分有限:幾乎每位「足球運動員」都會出現雙腳顫抖的問題,一旦被足球碰上,也極容易摔倒。

第 20 屆機器人足球世界盃於今年 6 月底在萊比錫舉行,在逐年的比賽中,這些人形機器人球員的性能得到了很大的改善,比如,其腳步的穩定性得到了增強,即使摔倒了也能迅速的爬起,機器人球員之間的溝通能力也有了顯著的進步。

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·2015 年機器人世界盃比賽視頻

從去年的賽事開始,為了 2050 年的人機大戰做準備,這些機器人球員的比賽環境已被做了修整:原本的綠色毛毯被人造草坪替代,球和門柱均採用白色。這對於機器人對目標的辨識能力和步伐的穩定性都具有一定的挑戰。所以,在今年的比賽中,這些機器人球員的表現較去年的會稍遜色些。

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·2016 年機器人世界盃比賽的視頻

足球人工智慧訓練有多複雜?

目前,許多實驗室有了屬於自己的機器人球隊,其中不少足球機器人的定位系統採用了與圍棋機器人 AlphaGo 同樣的蒙特卡洛演算法。

據悉,圍棋的點位高達 361(19*19),但其每個點位的坐標都是唯一確定的,並且在目前的可計算範圍內。對於非平面運動的足球而言,沒有離散的點以供定位,足球機器人要不停優化自己的動作,還需對位置坐標進行不斷的細分。總的來說,這是一個三維空間內 22 名球員以及 1 只足球的運動定位問題。

另外,人工智慧足球機器人在實際環境中還面臨著更多的挑戰:在跑動的過程,如何掌控好腳下的足球;在耀眼的陽光下,如何準確判斷出足球的所在位置;在濕漉漉的草地上如何確保自身的穩定性;保證充足的電源,以完成長達 45 分鐘的比賽;需要採用足夠堅固的材料,不至於被撞碎…… 這其中都涉及到各種複雜的技術解決方案。

「機器人世界盃引發了我們對人工智慧更多細微的思考。」Daniel Polanl 如是說。

本文內容采編自:Robohub

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