機器人學基礎與歷史
現實鴻溝
現實鴻溝,指的是機器人在計算機仿真裡的表現,與它在真實世界裡的表現之間的落差。工程師常常先在仿真器裡訓練和演練機器人——那像是一款關於這台機器人及其周遭環境的精細電子遊戲——因為它又快、又省錢、又安全:你可以一夜之間跑上一千次嘗試,卻不會弄壞哪怕一個電機。但當你把在仿真裡完美奏效的本領,搬到一台站在真實地板上的實體機器人身上時,它卻常常踉蹌、打滑,甚至徹底失敗。這種表現的滑落,就是現實鴻溝。
鴻溝之所以出現,是因為沒有任何仿真能囊括真實世界裡每一處雜亂的細節。仿真器可能假定地板有某個固定的摩擦力、電機反應瞬時無延遲、攝影機從不模糊,也沒有灰塵、眩光、晃動或磨損的齒輪——而現實恰恰充滿了這些不完美。一台只適應了仿真裡乾淨、可預測物理規律的機器人,會被它們打個措手不及。機器人學家主要從兩條路去縮小這道鴻溝:一是讓仿真更逼真;二是刻意給仿真加入隨機變化(在許多次運行中變動摩擦力、光照、重量和延遲),好讓機器人學會應付各式各樣的狀況,從而在真實世界端出任何意外時都不那麼容易亂了陣腳。
一台四足機器人在仿真裡學會了完美奔跑,可到了真實的草坪上,草比預想的更有彈性,一隻腳老是打滑,沒跑幾步就翻了過去——直到工程師在許多隨機變化的地面上重新訓練它,情況才好轉。
在仿真器裡完美無缺,到草坪上卻搖搖晃晃——這種表現的滑落,正是現實鴻溝的現身。
「仿真到現實」這個說法,描述的是把一種行為從仿真遷移到真實機器人上的過程;而現實鴻溝,就是這一過程必須跨越的障礙。
又稱
另見