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2016-07-25

还在下围棋?足球赛才是人工智能进击人类的真正目标

1997 年,国际象棋特级大师加里·卡斯帕罗夫输给 IBM 开发的深蓝计算机围棋系统,从此人们相信,人工智能具有可塑性。就拿今年 Google AlphaGo 战胜韩国棋手李世石这件事来说,人工智能的智能程度就已经超乎了人类的想象。况且,Google 的人工智能团队也一直在不断增强 Deep Mind 的 AI 能力,除了让人工智能写诗、写小说、作曲,还教它玩起了益智游戏。

前不久,就有消息称中国围棋手柯洁年内将战 AlphaGo,但比赛还未真正开始,又有消息显示,柯洁被已 AlphaGo 反超,排名由世界第一降至第二。这一系列的事情似乎都在向人类表示,人工智能即将超越人类。

但围棋真的是人工智能训练的最佳工具吗?近日,国外一名来自赫特福德大学的人工智能教授 Daniel Polanl 发文表示,物理形式的足球训练才是人工智能训练真正的归属。

从桌面的围棋赛到物理形式的足球大战

对于人工智能来说,围棋已经足够成为一个任务艰巨的挑战项目。围棋比赛涉及到错综复杂的战术,比如对每一步棋子的走势进行预估和判断。基于大量棋局的训练,人工智能算法将能对一系列错误的走势进行评估。

而直到本世纪初,围棋人工智能程序的进展仍然不大,甚至还能被业余爱好者打败。到了 2006 年,蒙特卡罗算法(Monte Carlo tree search)的出现,以及人们对深度学习网络的重新探索,使得这一局势发生了改变。

得益于这些新技术的融入和整合,AlphaGo 得到了大量的改进,最终在今年 3 月份击败世界围棋冠军李世石。虽然胜局已定,人工智能的深度学习还在继续。

自 1997 年加里·卡斯帕罗夫战败后,科学界普遍认为,人工智能所要应对的挑战不应只是桌面上的脑力游戏,相反,它还需要以肢体的表现形式应对现实世界中的挑战——足球比赛就是一个很好的挑战方式。

踢足球对于人类来说并非难事,但在 1997 年,能有一个会行走的机器人,用两腿对足球进行控制,还要会在摔倒的时候爬起来,并且在球场上能与队友进行沟通……这些几乎是不可能的事情。因为在当时,只有极少数的实验室能够做出会行走的人形机器人。

机器人世界杯与足球人工智能训练

在索尼电脑科学研究所所长北野宏明( Hiroaki Kitano )和曼努埃拉·维罗索(Manuela Veloso)等人的倡导下,机器人足球世界杯(Robo Cup)比赛应运而生,其官方目标为:在 2050 年前,研发出一支能战胜人类的人形机器人足球队。

在机器人技术还不够发达的情况下,机器人世界杯一开始采用的是轮式机器人,并且仅在二维平面上进行简单的模拟比赛。但很快,后来的赛事引进了索尼的四足机器狗 AIBO(虽然并非是人形机器人,但相比轮式机器人已经是很大的飞跃)。

直到 2003 年,人形机器人球员才进入到了这场角逐中,但其起初的表现力也十分有限:几乎每位「足球运动员」都会出现双脚颤抖的问题,一旦被足球碰上,也极容易摔倒。

第 20 届机器人足球世界杯于今年 6 月底在莱比锡举行,在逐年的比赛中,这些人形机器人球员的性能得到了很大的改善,比如,其脚步的稳定性得到了增强,即使摔倒了也能迅速的爬起,机器人球员之间的沟通能力也有了显著的进步。

·2015 年机器人世界杯比赛视频

从去年的赛事开始,为了 2050 年的人机大战做准备,这些机器人球员的比赛环境已被做了修整:原本的绿色毛毯被人造草坪替代,球和门柱均采用白色。这对于机器人对目标的辨识能力和步伐的稳定性都具有一定的挑战。所以,在今年的比赛中,这些机器人球员的表现较去年的会稍逊色些。


·2016 年机器人世界杯比赛的视频

足球人工智能训练有多复杂?

目前,许多实验室有了属于自己的机器人球队,其中不少足球机器人的定位系统采用了与围棋机器人 AlphaGo 同样的蒙特卡洛算法。

据悉,围棋的点位高达 361(19*19),但其每个点位的坐标都是唯一确定的,并且在目前的可计算范围内。对于非平面运动的足球而言,没有离散的点以供定位,足球机器人要不停优化自己的动作,还需对位置坐标进行不断的细分。总的来说,这是一个三维空间内 22 名球员以及 1 只足球的运动定位问题。

另外,人工智能足球机器人在实际环境中还面临着更多的挑战:在跑动的过程,如何掌控好脚下的足球;在耀眼的阳光下,如何准确判断出足球的所在位置;在湿漉漉的草地上如何确保自身的稳定性;保证充足的电源,以完成长达 45 分钟的比赛;需要采用足够坚固的材料,不至于被撞碎…… 这其中都涉及到各种复杂的技术解决方案。

「机器人世界杯引发了我们对人工智能更多细微的思考。」Daniel Polanl 如是说。

本文内容采编自:Robohub

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何恒 2016-07-25 13:43

这样的足球赛,“球员”受伤程度是不是会大幅度上升?

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