機器學習的傳承鏈-科學人雜誌
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機器學習的傳承鏈

2023-01-01 休斯頓(Matthew Huston)
讓不同形狀的機器人練習指定任務,再把學會的新技能轉移給下一個機器人。
▲ 圖源:KTSDESIGN/Science Source

從工廠到手術室,職場上逐漸出現各種形狀與大小的機器人。很多機器人透過機器學習,以試誤法獲得新技能。有一種新方法能讓這樣的技能在不同形狀的機器人之間轉移,避免每次都要從頭學習。這項研究成果發表於2022年夏天的機器學習國際研討會,論文主要作者、美國卡內基美倫大學資訊科學家劉星昱(Xingyu Liu)說:「實務上,這很重要。而在研究方面,這是很酷又值得探討的基本問題。」

假設現在有個機器手臂,其手指就如同人類手指,你已經訓練它用五根手指拿起榔頭,再把釘子敲進木板;現在你想要以兩根手指的握爪(gripper),做出同樣的工作。劉星昱的研究團隊利用模擬的機器人來橋接兩者,從原本形狀慢慢轉變為新形狀。介於兩者之間的每個中間機器人都練習指定的任務,調整人工神經網路直到機器人跨過成功率的門檻,之後這個控制器程式碼就會傳輸給這條變形鏈裡的下一個機器人。

為了從虛擬方式過渡到目標機器人,研究團隊創造了共享的運動樹(kinematic tree)這組代表肢體部位的節點,由代表關節的鏈接相互串連。為了把「榔頭敲釘」的技能轉移給具有兩根手指的握爪,研究團隊調整了另三根手指的節點,使其尺寸和重量逐漸變成零。每個中間機器人的手指尺寸和重量都有稍微減少,控制它們的神經網路必須學著調整。研究人員也會調整訓練方法,這樣一來機器人之間的變化才不會差距太大……


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