军方希望他们的机器人能更好地“倾听”

让士兵和机器人更无缝地协同工作,需要赋予机器更多的自主权,并最终让它们能够理解自然语言。
Soldiers work on a robot
今年4月,西点军校学员和一辆地面机器人。Eric Bartelt / DOD

对机器人大喊大叫并期望它像对Alexa一样听话,比叫唤Alexa要困难得多,但军方正在为此努力。

目前,士兵需要驾驶军用机器人投入行动。这既适用于远程操控的无人机,也适用于地面车辆,它们都通过平板电脑进行操控。从导航到士兵设定的GPS航点,自主功能有助于简化这一过程,尽管下达这些指令仍然需要士兵在平板电脑或电脑上输入,以便机器人能够理解。

为了更无缝地将机器人融入战争的日常运作,陆军正在测试一系列人机通信工具。7月下旬,在巴尔的摩以北的一处营区,西点军校的机器人研究中心(RRC)与另一个陆军实验室和指挥部一起,测试了可以让士兵更容易地与机器人沟通的方法——通过平板电脑及其他方式。

目前,即使是通过平板电脑远程操控机器人,也是一项劳动密集型的工作。士兵必须实时主动地引导它,避开障碍物,并全程保持高度警惕。减轻这种负担可以有两种方式。首先,军方可以让机器人更自主地遵循平板电脑发出的指令,从而减少士兵在战斗中的时间和精力消耗。最终,随着机器人理解和执行人类语言能力的提高,士兵们甚至可以完全摆脱平板电脑,将指挥机器人的负担减少到与指挥人类部队相同的程度。

这项任务并不容易,部分原因是战场环境使得通信变得困难。士兵们在需要隐藏位置时会轻声交谈,而在绝对需要被听到时则会在战场嘈杂声中大喊大叫。军官下达的命令,希望能在听到的人中被理解,然后他们会尽力执行。

[相关:这些增强现实眼镜让士兵能够看穿车辆墙壁]

“RRC研究的最终目标是,让一个班或排能够像指挥士兵一样,指挥一群空中、轮式和腿式机器人——无需Linux命令行,”RRC电气工程与计算机科学系的博士后研究员Daniel Gonzalez在一份声明中表示。

使用平板电脑是通往未来的桥梁。在演习中,学员们训练了一架四旋翼无人机和一辆轮式机器人,它们通过手机、平板电脑和一个移动服务器连接。

机器人自主移动,并利用陆军研究实验室的编程对原地物体进行标记。然后,它们将收集到的信息通过平板电脑与士兵共享。这项工作建立在DARPA先前关于在城市环境中测试群集和测绘的研究基础上。2019年,OFFSET计划(旨在实现具有群体使能的进攻性战术)在乔治亚州本宁堡的一个模拟城市训练设施中测试了机器人群。机器人群会飞出去,通过描绘给定建筑物的周长来绘制区域地图。

在此次演习中,人员和机器人被赋予了在城市环境中定位一名受伤人员的任务。这项任务的应用远远超出了军事领域,并且对于军方预计未来几十年战场可能出现的场景至关重要。

“这是我们寻求更好地了解士兵将如何与这些系统互动以及它们将如何辅助任务的关键能力,”ARL研究员Stephen Nogar在一份声明中表示。“尽管任务成功了,但在提高行为的可靠性和协调性方面仍有许多工作要做。”

其中一些工作可能会由机器人研究中心完成,该中心将继续完善自主代码。其他工作可能会与陆军战斗能力发展司令部(DEVCOM)联合进行。

[相关:如何让人工智能值得信赖?五角大楼的计划在此。]

事实上,DEVCOM研究员Claire Bonial从事自然语言理解,即机器如何理解人类说话方式的研究已有十年的历史。在她今年发表的一篇研究论文中,Bonial和她的合著者研究了一种方法,让机器人首先理解人类语言,然后尝试在人类短语的上下文中理解它。

如果机器人需要理解以语音形式下达的指令,而不是计算机中的直接机械输入指令,那么这个处理环节至关重要。一个人可能会说“等待然后攻击”,这强调了在行动之前要注意周围环境,但如果机器人收到一个等待指令而没有能力推理何时需要将等待变为攻击,它就会成为战场上的负担而不是资产。

“我们乐观地认为,更深层次的语义表示将提供必要的结构,以便语言在会话和物理环境中得到更好的关联,从而使机器人能够像队友一样与士兵交流和行动,而不是仅仅作为工具,”Bonial在一份声明中表示。

这项研究,从学员们为搜救进行的训练到Bonial在语言理解方面的努力,都将在未来得到回报,届时机器人将能够倾听并执行用语言表达的人类指令。在此期间,军方将继续采用机器人,将它们的指令整合为平板电脑功能,并适应战场上的遥控机器。

最终的愿景,即人机协作,将不得不等到机器能够监听简报,或者至少监听命令。然后,当命令下达时,即使是在炮火下的严峻形势下,机器人和人类也能无缝地投入行动,朝着同一个目标努力,并通过语言进行沟通,而不仅仅是平板电脑指令。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Kelsey D. Atherton Avatar

Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


© .