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活动模拟器最终可以教授机器人的任务,比如煮咖啡或摆桌子

2018-12-27 11:46:53来源:

对于许多人来说,家务是一种可怕的,不可避免的生活部分,我们经常推迟或做得很少 - 但如果机器人女佣可以帮助减轻负担呢?

最近,计算机科学家一直致力于教学机器,以便在家里做更广泛的任务。在由麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)和多伦多大学牵头的一篇新论文中,研究人员展示了“VirtualHome”系统,该系统可以模拟详细的家务任务,然后让人工“代理人”执行它们,开辟了可能性有一天教机器人做这样的任务。

该团队使用近3,000个各种活动的程序对系统进行了培训,这些程序进一步细分为计算机可以理解的子任务。例如,“制作咖啡”这样的简单任务也包括“抓杯子”这一步骤。研究人员在受到模拟人生视频游戏启发的3D世界中展示了VirtualHome。

团队的AI代理可以在模拟人生风格的世界中执行1,000次这样的互动,有八个不同的场景,包括起居室,厨房,餐厅,卧室和家庭办公室。

“将行动描述为计算机程序的优势在于能够对完成任务所需的所有步骤提供清晰明确的描述,”该论文的第一作者,博士生Xavier Puig说。“这些程序可以指示机器人或虚拟角色,也可以用作复杂任务的表示,操作更简单。”

该项目由CSAIL和多伦多大学以及麦吉尔大学和卢布尔雅那大学的研究人员共同开发。它将在本月在盐湖城举行的计算机视觉和模式识别(CVPR)会议上发布。

这个怎么运作

与人类不同,机器人需要更明确的指令来完成简单的任务 - 他们不能轻易推断和推理。

例如,人们可能会告诉人们“打开电视并从沙发上观看”。在这里,省略了“抓住遥控器”和“坐在沙发上”这样的动作,因为它们是人类常识性知识的一部分。

为了更好地向机器人演示这些类型的任务,需要更详细地描述操作。为此,该团队首先收集了家庭活动的口头描述,然后将其翻译成简单的代码。像这样的节目可能包括以下步骤:走到电视,打开电视,走到沙发,坐在沙发上,看电视。

一旦程序创建,团队就会将它们送到VirtualHome 3-D模拟器转换成视频。然后,虚拟代理将执行程序定义的任务,无论是看电视,在火炉上放置锅,还是打开和关闭烤面包机。

最终结果不仅仅是训练机器人做家务的系统,还有使用自然语言描述的大型家庭任务数据库。像亚马逊这样致力于在家中开发类似Alexa的机器人系统的公司最终可能会使用这样的数据来训练他们的模型来执行更复杂的任务。

该团队的模型成功地证明,他们的代理人可以学习重建一个程序,从而执行任务,给出描述:“将牛奶倒入玻璃杯”或活动的视频演示。

“这项工作可以促进未来真正的机器人助理,”亚利桑那州立大学艺术,媒体和工程研究助理乔娅说。“机器人可以通过聆听或观看伴随的特定人员来学习任务,而不是制造商编写的每项任务。这使机器人能够以个性化的方式完成任务,甚至有一天会调用情感联系。这个个性化的学习过程。“

在未来,该团队希望使用实际视频而不是模拟人生模拟视频来训练机器人,这将使机器人只需观看YouTube视频即可学习。该团队还致力于实施奖励学习系统,其中代理在正确执行任务时获得积极反馈。

“你可以想象一个机器人在家帮忙做家务的环境,最终可以预见个性化的需求和需求,或者即将采取的行动,”普伊格说。“对于老年人或行动不便的人来说,这可能是特别有用的辅助技术。”