教機器人制作美味的披薩可能是解決更復(fù)雜的自動化問題的關(guān)鍵。

研究人員創(chuàng)建了一個機器人操縱系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩階段學(xué)習(xí)過程使機器人能夠執(zhí)行復(fù)雜的面團操作任務(wù)。該方法在一篇新論文中進行了詳細介紹，它允許機器人做一些事情，比如切割和攤開面團或從砧板周圍收集面團。

“這聽起來可能很有趣，但比薩制作對機器人來說是一項非凡的測試，”人工智能研究員Adrian Zidaritz在電子郵件采訪中告訴 Lifewire，他沒有參與這項研究。“機器人通過攝像頭觀察物體，因此它必須處理該物體的二維圖像，同時試圖將這些圖像拼湊成一個 3 維物體?，F(xiàn)在再加上一個事實，即披薩面團不斷被變形，測試變得更加非凡。”

對于機器人來說，處理像面團這樣的可變形物體是很困難的，因為面團的形狀可以以多種方式變化，而這些變化很難用方程式來表示。從面團中創(chuàng)建一個新的形狀需要多個步驟和使用不同的工具。對于機器人來說，學(xué)習(xí)具有長序列步驟的操作任務(wù)是具有挑戰(zhàn)性的——其中有很多可能的選擇——因為學(xué)習(xí)通常是通過反復(fù)試驗發(fā)生的。

現(xiàn)在，麻省理工學(xué)院、卡內(nèi)基梅隆大學(xué)和加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家們表示，他們已經(jīng)開發(fā)出一種改進的方法來教機器人制作披薩。他們?yōu)槭褂脙呻A段學(xué)習(xí)過程的機器人操作系統(tǒng)創(chuàng)建了一個框架，這可以使機器人能夠長時間執(zhí)行復(fù)雜的面團操作任務(wù)。

新方法涉及一種“教師”算法，可以解決機器人完成任務(wù)必須采取的每一步。然后，它訓(xùn)練一個“學(xué)生”機器學(xué)習(xí)模型，該模型學(xué)習(xí)關(guān)于何時以及如何在課程中執(zhí)行所需的每項技能的抽象概念，例如使用搟面杖。有了這些知識，系統(tǒng)就會解釋如何管理技能來完成整個任務(wù)。

“這種方法更接近于我們?nèi)祟愑媱澬袆拥姆绞剑?rdquo;麻省理工學(xué)院研究生、該論文的作者之一李云珠在關(guān)于該項目的新聞稿中說。“當(dāng)一個人執(zhí)行一項長期任務(wù)時，我們不會寫下所有細節(jié)。我們有一個更高級別的計劃者，它大致告訴我們階段是什么以及我們需要在此過程中實現(xiàn)的一些中間目標(biāo)，并且然后我們執(zhí)行它們。”

Zidaritz 說，制作披薩面團需要大量數(shù)學(xué)。可以使用代數(shù)或參數(shù)表面來描述面團。

“然后是選擇表示變形的形式的問題，通常是一組微分方程，”他補充說。“這里的事情可能會變得很困難，因為這些微分方程具有很高的計算復(fù)雜性。披薩的面團不能在空氣中冷凍，而機器人會在下一步計算出它可能變形的形狀。”

建立機器人快餐店的 Hyper Food Robotics 的聯(lián)合創(chuàng)始人Yariv Reches在接受電子郵件采訪時表示，操作披薩面團是一項艱巨的挑戰(zhàn)。使用像面團這樣的可變形物體比處理剛性物體更復(fù)雜。

“靜態(tài)物體在一系列動作結(jié)束時被檢查，而在可變形物體中，主題總是在改變形狀和一致性——那么學(xué)習(xí)就是注釋過程機制需要即時適應(yīng)，”他補充道。

但是，Reches 說，機器人技術(shù)的最新進展可能會給披薩愛好者帶來很多好處。食品處理、組裝、烹飪、準(zhǔn)備和包裝在由機器人處理時經(jīng)常會改變形狀。

“將人工智能整合到食物準(zhǔn)備中意味著所有經(jīng)歷狀態(tài)變化并需要通過機器人分配器流動的食物成分，都可以通過技術(shù)進行管理，”Reches 補充道。“例如，可以處理需要應(yīng)用、涂抹甚至即時修正的披薩配料——甚至可以處理漢堡肉餅和小圓面包的應(yīng)用和組裝。”