这只机器狗爱学习会“推理”

　　　　 深圳商报记者 陈姝

　　6月14日，腾讯Robotics X机器人实验室公布了智能体研究的最新进展，通过将前沿的预训练AI模型和强化学习技术应用到机器人控制领域，让机器狗Max的灵活性和自主决策能力得到大幅提升。

　　让机器狗像人和动物一样灵活且稳定地运动，是机器人研究领域长期追求的目标，深度学习技术的不断进步，使得让机器通过“学习”来掌握相关能力，学会应对复杂多变的环境变得可行。

　　预训练和强化学习

　　灵活应对复杂环境

　　腾讯Robotics X机器人实验室通过引入预训练AI模型和强化学习技术，可以让机器狗分阶段进行学习，灵活应对复杂环境。

　　第一阶段通过游戏技术中常使用动作捕捉系统，研究员收集真狗的运动姿态数据，包括走、跑、跳、站立等动作，并利用这些数据，在仿真器中构建了一个模仿学习任务，再将这些数据中的信息抽象并压缩到深度神经网络模型中。

　　在模仿学习的过程中，神经网络模型仅接收机器狗本体感知信息作为输入，例如机器狗身上电机状态等。再下一步，模型引入周边环境的感知数据，例如可以通过其他传感器“看到”脚下的障碍物。

　　第二阶段，通过额外的网络参数来将第一阶段掌握的机器狗灵动姿态与外界感知联系在一起，使得机器狗能够通过已经学会的灵动姿态来应对外界环境。当机器狗适应了多种复杂的环境后，这些将灵动姿态与外界感知联系在一起的知识也会被固化下来，存在神经网络结构中。

　　第三阶段，利用上述两个预训练阶段获取的神经网络，机器狗才有前提和机会来聚焦解决最上层的策略学习问题，最终具备端到端解决复杂的任务的能力。

　　障碍追逐游戏

　　模拟人类的推理方式

　　为了测试Max所掌握的这些新技能，研究员受到障碍追逐比赛“World Chase Tag”的启发，设计了一个双狗障碍追逐的游戏。

　　在机器狗障碍追逐比赛中，游戏场地大小为4.5米×4.5米，其中散落着一些障碍物。游戏起始，两个MAX机器狗会被放置在场地中的随机位置，且随机一个机器狗被赋予追击者的角色，另一个为躲避者，同时，场地中会在随机位置摆放一个旗子。

　　追击者的任务是抓住躲避者，躲避者的目的则是在保证不被抓到的前提下去接近旗子。如果躲避者在被抓到之前成功触碰到旗子，则两个机器狗的角色会瞬间发生互换，同时旗子会重新出现在另一个随机的位置。

　　从这个游戏看来，在基于预训练好的模型下，机器狗通过深度强化学习，已经具备一定的推理和决策能力：

　　比如，当追击者意识到自己在躲避者碰到旗子之前已经无法追上它的时候，追击者就会放弃追击，而是在远离躲避者的位置徘徊，目的是为了等待下一个重置的旗子出现。

　　据介绍，游戏中机器狗的所有控制策略都是神经网络策略，在仿真中进行学习并通过zero-shot transfer(零调整迁移），让神经网络模拟人类的推理方式，来识别从未见过的新事物，并把这些知识部署到真实机器狗上。

　　腾讯Robotics X机器人实验室长期致力于机器人前沿技术的研究，以此前在机器人本体、运动、控制领域等领先技术和积累为基础，研究员们也在尝试将前沿的预训练模型和深度强化学习技术引入到机器人领域，提升机器人的控制能力，让其更具灵活性，这也为机器人走入现实生活，服务人类打下了坚实的基础。