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MIT:在虚拟环境中使用活动模拟器教智能体做家务

MIT:在虚拟环境中使用活动模拟器教智能体做家务

对于很多人来说,家务事是一个麻烦但不可避免的生活中的一部分,我们常常会推迟或做的少一点。但是如果有机器人助理可以帮助减轻负担呢?

最近,计算机科学家一直在研究教学机器在家里做更广泛的任务。研究人员在麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)和多伦多大学的一篇新论文中展示了“ 虚拟家园” ,这个系统可以模拟详细的家庭任务,然后让人工智能体执行它们,这样有一天就可以教机器人做这样的工作。

论文:http://virtual-home.org/paper/virtualhome.pdf

该团队使用近3000个各种活动的程序对系统来训练这个系统,这些活动进一步分解为子任务供计算机理解。例如,“煮咖啡”这样一个简单的任务也会包括“抓杯子”这一步骤。它的灵感来自模拟人生游戏。

团队的人工智能体可以在模拟人生世界中执行1,000个这种交互,包括起居室,厨房,餐厅,卧室和家庭办公室等八种不同的场景。

 

“将计算机程序描述为计算机程序的优点是可以清楚明确地描述完成任务所需的所有步骤,”麻省理工学院博士生Xavier Puig说,他是该论文的主要作者。“这些程序可以指导一个机器人或一个虚拟角色,也可以作为一个复杂任务的简单行为的表示。”

该项目由CSAIL和多伦多大学以及来自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)会议上展示。

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

例如,一个人可能会告诉其他人:“打开电视机,在沙发上上看”。在这里,“抓住遥控器”和“坐在沙发上”这样的动作已被省略,因为它们是人类拥有的常识性知识。

为了更好地向机器人展示这些任务,对行动的描述需要更加详细。为此,团队首先收集家庭活动的口头描述,然后将其翻译成简单的代码。像这样的程序可能包括以下步骤:走到电视机,打开电视机,走到沙发上,坐在沙发上,看电视。

一旦程序创建完毕,团队将它们送到虚拟家园3-D模拟器,转换成视频。然后,虚拟智能体将执行程序定义的任务,无论是在看电视,在炉子上放一个锅,还是打开和关闭烤面包机。

最终的结果不仅仅是一个训练机器人做家务的系统,还是一个使用自然语言描述的家庭任务的大型数据库。 像亚马逊这样的公司正在努力在家里开发类似Alexa的机器人系统,最终可以使用这些数据来训练他们的模型来完成更复杂的任务。

该团队的模型成功地证明了他们的智能体可以学习重构一个程序,并因此执行一项任务,要么给出一个描述:“将牛奶倒入玻璃杯”,要么视频演示该活动。

亚利桑那州立大学(Arizona State University)艺术、媒体和工程领域的研究助理Qiao Wang表示,这类工作可以在未来为真正的机器人私人助理提供便利。机器人可以通过聆听或观察它所陪伴的特定对象来学习任务,而不是由制造商设定的每一项任务。这使得机器人可以以个性化的方式完成任务,甚至某天也可以通过这种个性化学习过程的结果调用情感联系。“

未来,该团队希望使用实际视频来训练机器人,而不是模拟人生的模拟视频,使机器人通过观看YouTube视频来学习。该团队还致力于实施奖励学习系统,让智能体在正确执行任务时得到积极的反馈。

“你可以想象一个机器人在家里协助家务事,它可以预测个性化的需求和下一步行动,”普格说。“这对于老年人的辅助技术或者行动受限的人来说特别有用。”

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