每一个有运动或时尚意识的人都知道，我们的身体形象并不总是准确或真实的，但它是决定我们在这个世界上如何运作的重要信息。当你穿好衣服或打球时，你的大脑会不断地提前计划，这样你就可以移动身体，而不会撞到、绊倒或摔倒。

我们人类在婴儿时期获得了人体模型，机器人也在效仿。哥伦比亚的一个工程团队今天宣布，他们已经制造出一种机器人鈥攆还是第一次鈥攊它能够从头开始学习整个身体的模型，而不需要任何人的帮助。在科学机器人公司（Science Robotics）发布的一项新研究中，研究人员演示了他们的机器人如何创建自身的运动学模型，然后使用其自身模型来规划运动、达到目标和在各种情况下避开障碍。它甚至可以自动识别并补偿身体的损伤。

机器人看着自己，就像一个婴儿在镜子大厅里探索自己一样

研究人员在由五台流媒体摄像机组成的圆圈内放置了一只机械臂。机器人在自由波动时通过摄像机观察自己。就像一个婴儿第一次在镜子大厅中探索自己一样，机器人摆动和扭曲，以了解其身体如何准确地响应各种电机指令。大约三个小时后，机器人停了下来。其内部深度神经网络已完成学习机器人的运动动作与其在环境中所占体积之间的关系。

“我们真的很好奇，看看机器人是如何想象自己的，”霍德·利普森说，他是机械工程教授，也是完成这项工作的哥伦比亚创意机器实验室的主任。“但你不能仅仅窥视神经网络，它是一个黑匣子。”在研究人员努力研究各种可视化技术后，自我形象逐渐出现。“这是一种轻微闪烁的云，似乎吞没了机器人的三维身体，”利普森说。“当机器人移动时，闪烁的云朵轻轻地跟着它。”机器人的自模型精确到其工作空间的1%。

自建模机器人将产生更多的自主系统

机器人在没有工程师协助的情况下进行自我建模的能力很重要，原因有很多：不仅可以节省劳动力，还可以让机器人跟上自己的磨损，甚至可以检测和补偿损坏。作者认为，这种能力很重要，因为我们需要自治系统更加自力更生。例如，工厂机器人可以检测到有东西移动不正确，并进行补偿或请求帮助。

“我们人类显然有自我概念，”该研究的第一作者陈伯元解释说，他领导了这项研究，现在是杜克大学的助理教授。“闭上眼睛，想象一下如果你要采取一些行动，比如向前伸展手臂或向后退一步，你自己的身体会如何移动。在我们大脑的某个地方，我们有一个关于自我的概念，一个自我模型，它告诉我们我们所处的周围环境的体积，以及该体积在我们移动时如何变化。”

机器人的自我意识

这项工作是李普森数十年来探索如何赋予机器人某种形式的自我意识的一部分。“自我建模是自我意识的一种原始形式，”他解释道。“如果一个机器人、动物或人类有一个精确的自我模型，它就能在世界上更好地运行，做出更好的决定，并且具有进化优势。”

研究人员意识到通过自我意识授予机器更大的自主权的局限性、风险和争议。利普森很快就承认，正如他所指出的那样，这项研究中展示的那种自我意识“与人类相比微不足道，但你必须从某个地方开始。我们必须缓慢而小心地前进，这样我们才能在最大限度地减少风险的同时获得好处。”

论文标题为“机器人形态的全身视觉自建模”