與人類比創(chuàng)意 智能機(jī)器人花樣拼樂高

• 2017年8月22日 ZhouXun來(lái)源：環(huán)世網(wǎng) 496 26
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即便在成人的世界里，樂高依然是一款復(fù)雜的智力玩具。歐特克的AI實(shí)驗(yàn)室打造了一臺(tái)名為Bishop并具有好奇心的機(jī)器人，它擁有計(jì)算機(jī)視覺可以看到并且適應(yīng)周圍環(huán)境，并被賦予機(jī)器人學(xué)習(xí)、適應(yīng)新任務(wù)的能力。

歐特克的AI實(shí)驗(yàn)室打造了一臺(tái)名為Bishop并具有好奇心的機(jī)器人，它擁有計(jì)算機(jī)視覺可以看到并且適應(yīng)周圍環(huán)境，并被賦予機(jī)器人學(xué)習(xí)、適應(yīng)新任務(wù)的能力。逐漸Bishop意識(shí)到它有眼睛可以“看”事物，有手可以“抓”物品，隨后它進(jìn)化出對(duì)周邊環(huán)境做出反應(yīng)，并給予回應(yīng)。這意味著，機(jī)器人不再無(wú)視人類的流程，開始學(xué)習(xí)和適應(yīng)多變而無(wú)序的人類世界。

這聽起來(lái)有點(diǎn)讓人難以置信，事實(shí)上，成立半年的歐特克AI實(shí)驗(yàn)室就是在尋找新的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性的邊界。從設(shè)計(jì)軟件轉(zhuǎn)化成一個(gè)關(guān)注制造的公司，歐特克的目的是讓無(wú)論是懷揣創(chuàng)意的創(chuàng)新者，還是靈感閃現(xiàn)的普通人，都能借助軟件將豐富的想象力落地，模擬構(gòu)造出任意模型，從而快速有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)個(gè)人創(chuàng)意是否切實(shí)可行的預(yù)見。

機(jī)器人玩轉(zhuǎn)樂高

人工智能的浪潮已經(jīng)來(lái)臨，以創(chuàng)意為核心競(jìng)爭(zhēng)力的設(shè)計(jì)行業(yè)也發(fā)生了改變。“我的工作就是每天看科幻小說?！睔W特克首席技術(shù)官辦公室——應(yīng)用研究室首席研發(fā)工程師李卉笑著告訴第一財(cái)經(jīng)記者。

科幻小說是在現(xiàn)在的世界中描述未來(lái)，如果你可以描述出來(lái)一條可行的路，那就是一本不錯(cuò)的科幻小說。李卉和他的同事以此為靈感啟發(fā)，從教會(huì)機(jī)器人自主堆樂高入手，借此研究機(jī)器人自主學(xué)習(xí)物理能力(抓取，組裝，拆卸)，3D設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)和自動(dòng)生成等。

李卉告訴記者，他們用物理仿真技術(shù)做渲染圖來(lái)替代照片給Bishop“看”，把Bishop看到的仿真渲染圖輸入到深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。Bishop的學(xué)習(xí)世界是虛擬的，可以與真實(shí)世界相分離。在創(chuàng)建的模擬世界里，它學(xué)會(huì)了如何組裝積木學(xué)，之后把Bishop看到、學(xué)到的技能帶回現(xiàn)實(shí)世界當(dāng)中，用機(jī)器學(xué)習(xí)填補(bǔ)仿真世界和現(xiàn)實(shí)世界差異。

越來(lái)越多的公司都在試圖尋找AI帶來(lái)的新可能性。2016年9月，F(xiàn)acebook、谷歌、亞馬遜、微軟、IBM聯(lián)合非營(yíng)利組織、學(xué)術(shù)專家、政策、道德領(lǐng)域?qū)＜液推渌鸄I領(lǐng)域科技公司等就成立AI聯(lián)盟，旨在建立操作規(guī)范，助力人工智能的健康發(fā)展。2017年，蘋果也加入了這一隊(duì)伍。2017年，7月23日，中國(guó)科技部聯(lián)合科通芯城、百度、阿里巴巴、騰訊、華為及北京大學(xué)、清華大學(xué)等成立了中國(guó)首個(gè)AI聯(lián)盟。

當(dāng)數(shù)字世界和真實(shí)世界鴻溝越來(lái)越小，意味著這臺(tái)機(jī)器人慢慢學(xué)會(huì)組裝積木。云的存在意味著所有機(jī)器人都可以學(xué)會(huì)這項(xiàng)能力?！斑^去我們把機(jī)器鎖在老式的工作間里，出于安全的考慮。生產(chǎn)流程被固定了，只能通過規(guī)?；a(chǎn)減少成本。但是現(xiàn)在我們給機(jī)器人安裝眼睛，讓他可以看到周圍的環(huán)境，也可以通過觀察我們來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)?！崩罨苷f。

變化的設(shè)計(jì)

當(dāng)人們對(duì)設(shè)計(jì)的印象仍停留在以設(shè)計(jì)師為主導(dǎo)的靜態(tài)的畫圖圖框之中時(shí)，基于優(yōu)化誕生的衍生式設(shè)計(jì)已然成為新的熱詞。人工智能已經(jīng)走入設(shè)計(jì)行業(yè)，準(zhǔn)備引領(lǐng)下一個(gè)浪潮。

在AI的幫助下，衍生式設(shè)計(jì)可以幫人們實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)。將設(shè)計(jì)目標(biāo)及材料、制造方法和成本約束等參數(shù)輸入到衍生式設(shè)計(jì)軟件中，軟件通過云計(jì)算探索所有可能的解決方案排列組合，快速生成設(shè)計(jì)備選方案，然后進(jìn)行測(cè)試，這已經(jīng)不僅僅是一個(gè)幾何設(shè)計(jì)的綜合，而是理解人的需求。李卉把這概括為，“我們不再基于設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬仿真，也不再是只能在設(shè)計(jì)當(dāng)中才進(jìn)行仿真，而是通過模擬仿真來(lái)發(fā)現(xiàn)理想的設(shè)計(jì)方案?！?/p>

歐特克在多倫多的辦公樓樓層設(shè)計(jì)就應(yīng)用了衍生式設(shè)計(jì)。首先把影響員工生產(chǎn)力因素輸入其中，然后對(duì)員工進(jìn)行調(diào)查，了解他們的偏好和工作習(xí)慣;系統(tǒng)按照建筑面積，固定位置等等硬性條件，對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估，之后生成上千個(gè)樓面設(shè)計(jì)圖。這個(gè)系統(tǒng)力求減少干擾因素，最大化窗口視野，并且優(yōu)先考慮人際交往關(guān)系，最終找出兼顧所有人需求的公平的解決方案?！拔覀儧]有像搭積木一樣簡(jiǎn)單把隔間組合，我們也不是找到一個(gè)可行方案就停止優(yōu)化。以往我們是下指令，設(shè)計(jì)工具執(zhí)行指令，但是現(xiàn)在這種關(guān)系已經(jīng)演變成自適應(yīng)性關(guān)系?！?/p>

這種在三維世界中聽起來(lái)有點(diǎn)不可思議的事情，其實(shí)在國(guó)內(nèi)的二維設(shè)計(jì)中也已經(jīng)有了創(chuàng)新者。阿里人工智能設(shè)計(jì)產(chǎn)品“魯班”去年雙十一就生產(chǎn)了1.7億個(gè)設(shè)計(jì)素材。利用圖像算法“摳圖”、把設(shè)計(jì)變成“數(shù)據(jù)”，最后讓機(jī)器學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，這一過程會(huì)有圖像算法專家加入并主導(dǎo)整個(gè)智能設(shè)計(jì)的算法框架。簡(jiǎn)言之，基于人工智能的圖形識(shí)別技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)視覺引擎，只要在零部件庫(kù)中輸入約束條件，就能檢索出符合特征的模型。未來(lái)，這種應(yīng)用還會(huì)延伸到重量、顏色等條件的識(shí)別中。

“3D的表示形式是幾何構(gòu)造，而不是簡(jiǎn)單2D的像素。因此數(shù)據(jù)和應(yīng)用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法都與2D圖像不同。并且同樣大小的物品的3D的數(shù)據(jù)量要比2D的大很多很多，這就不僅造成了計(jì)算量的難度，仿真渲染的難度，還有機(jī)器學(xué)習(xí)算法的難度?！崩罨芟蛴浾弑容^了3D和2D的設(shè)計(jì)研究有何不同。

人工智能當(dāng)然可以設(shè)計(jì)，也可以替代部分設(shè)計(jì)工作，但是最終的設(shè)計(jì)本身依舊要通過人來(lái)完成。李卉坦言，雖然有的時(shí)候機(jī)器人做出的選擇結(jié)果我們不能夠完全地解釋，這其實(shí)也是在學(xué)術(shù)界一個(gè)很大的研究方向，就是怎么樣解釋機(jī)器人做的決定，或者AI做的決定來(lái)做解釋，確定可靠性。

人工智能將扮演的角色將是讓那些最有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)師完成他們的夢(mèng)想。作為三維設(shè)計(jì)工程及娛樂軟件的領(lǐng)導(dǎo)者，歐特克的AI實(shí)驗(yàn)室就是在為尋找新的可能性而探索。

當(dāng)然，這場(chǎng)變革是一個(gè)漸進(jìn)式的變革，不可能一蹴而就。從公式到推斷，機(jī)器人輸出的結(jié)果也從可檢視轉(zhuǎn)為不可測(cè)，人們無(wú)法知道機(jī)器所選擇的幾千種方案的標(biāo)準(zhǔn)。而利用缺少偏見的數(shù)據(jù)訓(xùn)練機(jī)器人也是另一需要努力的方向。

“我們認(rèn)為制造業(yè)對(duì)于人工智能，對(duì)于機(jī)器學(xué)習(xí)還有衍生式設(shè)計(jì)來(lái)說代表一個(gè)非常巨大的機(jī)會(huì)，尤其是對(duì)于衍生設(shè)計(jì)，它本身是把技術(shù)進(jìn)一步的推進(jìn)到了我們所謂的計(jì)算式設(shè)計(jì)的階段，也就是說它把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、仿真、優(yōu)化，還有3D的真材制造這些都進(jìn)行了自動(dòng)化?！睔W特克公司全球銷售與服務(wù)高級(jí)副總裁史蒂夫·布魯姆(Steve Blum)告訴第一財(cái)經(jīng)記者。

“當(dāng)我剛剛開始就任的時(shí)候，媒體訪問時(shí)，大家提的問題都是AutoCAD、inventor這些大家耳熟能詳?shù)漠a(chǎn)品，但現(xiàn)在提問的內(nèi)容都變了，是云、衍生式設(shè)計(jì)、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等等?！笔返俜蛉绱丝偨Y(jié)，“先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)、互聯(lián)的力量和機(jī)器學(xué)習(xí)，正在顛覆今天我們所處的世界?！?/p>

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