機器人權威Hod Lipson：AI將賦予機器人感情和自我意識

有機器人權威之稱的哥倫比亞大學工程與資料科學教授Hod Lipson，也是該校創意機器人實驗室總監，一直致力於打造具自我意識、能自我複製的機器人。日前他應科技部邀請來臺擔任TTA奇點亞太創業競賽評審時，發表他眼中的AI六大發展浪潮，從AI一路走來的里程碑，以及未來的可能性，Hod Lipson認為，AI將賦予機器人感情和自我意識。

第一波與第二波浪潮：從規則式AI到預測行分析

Hod Lipson先用一張圖來說明大眾AI印象和真正AI技術發展的轉變。他表示，過去大眾對AI發展的印象，可用一條線性成長（Linear）曲線來代表其發展腳步(意指：持續穩定發展），但他認為，AI技術的發展應該是一條指數型成長曲線（Exponential，也就是爆發式成長）。一開始指數型曲線的發展低於線性曲線，但隨著指數型趨勢逐漸向上，最終與線性成長交會，並遠遠超過線性成長的趨勢。換句話說，在技術還未超越大眾期待之前，也就是線性成長曲線和指數型成長曲線交叉之前，圖中兩線相交前的灰色區域。他認為，因為當時的AI技術仰賴基規則式的基礎，這類規則式AI就是第一波浪潮。由於規則式AI需要靠開發人員撰寫大量規則，因此耗費時間和人力，「也因而持續了50年的失望」。

而第二波浪潮，則是在1990年代時興起，基於機器學習（線性回歸數學）的預測性分析（Predictive Analytics），也是大眾所認為的第一代機器學習演算法，藉由送資料來得到預測性結果。Hod Lipson說，預測性分析至今依然受用，特別是在股市預測和銷售預測方面，「但這不是未來的AI」。

第三波與第四波浪潮：從認知運算到有創造能力的機器

Hod Lipson指出，認知運算（Cognitive Computing）讓電腦有史以來能夠讀取非結構化資料並判斷其意義，比如了解文件中的關鍵字、相片中小貓或影片中的物體，甚至是表情判讀，「不只是人類表情，還包括動物表情」。他也舉Amazon Go無人商店為例，運用AI技術來執行各式各樣的辨識，比如商品辨識、行為辨識等，反映出認知運算對Amazon Go來說，至關重要。

不過，Hod Lipson話鋒一轉，他認為，聊天機器人（Chatbot）反而是認知運算還不夠發達的領域，因為目前的聊天機器人雖然能夠識字，卻無法真正了解人類對話的意義。

「第四波AI浪潮非常特別。」Hod Lipson說，在這波浪潮中，AI除了能解讀資料，也開始能運用接收的資料來創造新點子、新資料，像是藝術、設計和音樂，而他也稱這類型的AI為生成型AI（Generative AI）和有創造性的機器（Creative Machine）。Hod Lipson打趣說道，幾年前他和太太去學油畫，結果幾個月後油畫老師告訴他：「你還是把心思放在本業吧」，於是他就和自己一位學生打造出第一代繪畫機器人，結合機器手臂和增強式學習的AI軟體，一開始只會拿筆、隨意在畫布上塗抹，但經過幾年不斷精進，由Hod Lipson自己開發的第三代PIX 18繪畫機器人，已經能夠畫出專業水準的作品（如下圖），並贏得2017年和2018年機器人藝術競賽。

第五波與第六波浪潮：從AI有形的化身到有感情和自我意識的機器人

Hod Lipson說，第五波浪潮掀起的是讓AI擁有實體化身（Physical Embodiment），好比先前Boston Dynamics展示的機器狗，能幫同伴開關門、爬樓梯，還會認路，或是像他們研發的人形機器人，可以揹重物、後空翻和跳躍。不過，Hod Lipson語重心長說，目前這些機器身軀，還不夠強壯，反應也不夠靈敏，比如大型機器狗被人踢一腳、跌倒後，很難像真實動物一樣快速起身。他說，要打造出AI實體化身非常難，「因為這牽涉到太多學科的應用」，像是材料科學、化學和物理學等等，「但這也給了我們很多想像空間」。

而機器人實體化之後，Hod Lipson指出，第六波浪潮是，AI將賦予機器人感情（Sentient）和自我意識。其實早在2006年，他就與學生嘗試開發具自我意識的機器，也就是能自我建模（Self-modeling），並於2007年一場TED演講中，秀出這臺小型、長得像擁有四條腿的機器海星。

他表示，這臺機器海星只有兩個感測器，用來偵測機器的傾斜情況，但它並不知道自己長什麼樣子，所以一開始嘗試了許多隨機動作，後來摸索出幾套動作模型，經過嘗試和優化後，選擇最好的一套模型並用這個方式前進，而就算其中一隻腳被破壞了，還是會用新的方式前進。

他說，高等動物透過自身的內部模型（Internal Model）來規畫複雜的行為並預測其後果，而大多數機器人也採類似方式來運作，只是它們的內部模型是由工程師費力打造的。但他與學生開發的機器海星，證實了即便只有低感知能力，也能透過動作協同效應來自我建模，發展出新行為。

Hod Lipson表示，雖然這只是打造有自我意識機器人的一小步，但加上AI技術快速發展，未來將能開發具有情感和自我意識的機器人。

另外，Hod Lipson也談到了AI倫理。他說，「AI就像一面鏡子」，反映了我們的意圖和作為。他接著說明，就像被很多人抨擊的臉部辨識技術，雖然有侵犯隱私之嫌，但同樣技術卻是尋找失蹤孩童的一大助力，而可能發展為攻擊武器的無人機，用在農業上，卻是幫助農夫照顧作物的工具。所以，AI這面鏡子同時也「放大了」我們的心思和一舉一動，要往好的方向還是壞的方向發展，也有賴於開發者的意圖。文◎王若樸

Hod Lipson簡介

為哥倫比亞大學工程與資料科學系教授，同時領導哥大創意機器人實驗室，致力於開發具自我意識的機器人。去年Hod Lipson與實驗室學生開發出可供機器人使用的「人造肌肉」，透過3D列印製作的軟式致動器（actuator），能輕鬆做出推、拉、扭、轉和提重物等動作。另外，他也是奇點大學講座教授。

除了科學研究，他也出版過幾本著作，包括《Fabricated: The New World of 3D printing》和《Driverless: Intelligent cars and the road ahead》等。

奇點大學簡介

奇點大學於2008年成立，創辦人是Google的Ray Kurzweil，而NASA也免費提供研究園區給奇點大學使用。這所大學號稱是全世界最聰明的大學，提供教育課程和企業孵化器，推動科學進步和指數成長型科技。