AI开始创造生物了？仅用 26 秒设计出可行走的机器人！

Al只用26秒，就能从头到尾设计一个机器人！

这是美国西北大学团队的最新研究成果，他们开发了一种新的 Al 算法，研究团队只用6个单词给 Al 下了一条指令：

"Design a robot that can walk”（设计一个能行走的机器人）

结果，Al 只用了26秒，就完成了设计！

随后，研究人员通过3D打印和硅胶填充，把AI的设计造了出来，长这样：

看起来是一个长着三条腿的奇怪方块，行走速度大约是人类平均步幅的一半。

这是迄今为止第一个可以从头开始设计机器人的 Al!

不少网友评价道：

“未来天网自己能开工厂就有在座各位的责任 (狗头)”

“简直是生物级设计啊!” 

▍瞬间进化：从零到走路，只需几秒

放眼望去，人工智能系统在各个领域的应用都日渐广泛，但对于机器人的自动化设计还处于萌芽阶段。

由于机器人的物理结构、感官和运动布局以及行为之间存在复杂的相互依赖性，设计难度较大，目前主要是通过进化算法、随机进择，这个过程需要在计算机虚拟环境中对数千甚至数百万个机器人进行评估，从中选出合适的方案。这种方法不仅不能保证最优设计，而且效率低下，大部分精力都花在评估进化死胡同上。

而西北大学的 〝瞬间进化” 研究，引用他们的官方评价：“大自然花了数十亿时间才进化出第一个行走的生物，而新AI算法程序将其压缩到闪电般的速度。”

那他们到底是怎么做到的 “瞬间进化”呢？

研究团队避开了传统的“模拟方法”，而是使用了一种自动优化方法，通过追踪机器人的失败行为定位物理结构的错误设计，让 Al 能够以试错的方式自动尝试不同的机器人设计，从而按需、快速的在失败中找解决方案。

用这种方式改进AI算法，比“模拟”的设计尝试降低了几个数量级，它能够以最少的先验假设快速找到设计方向，更快地优化机器人中互相依赖的部分，只需要 10 次尝试，就能在笔记本电脑上运行，用不到30秒的时间从零开始设计出一个机器人。

▍AI 的自我迭代与评估

具体来说，研究人员开发了一种新的算法，它可以：

1．模拟并评估虚拟机器人的行为适应性；

2．找出机器人在整体形状、拓扑结构（空隙数量）、 肢体数量和形状、质量分布、肌肉组织和行为控制方面的不足；

3. 同时改变以上不足，以便在下一次模拟中改善机器人的行为。

经过证明，这一过程只需重复九次（因此只需进行 10 次模拟），就能在构建设计时保留优化后的功能，这比最先进的物理机器人自动设计算法还要高效得多。

AI先从一块大约肥皂大小的块状物质开始，起初这团物质只会摇晃，完全无法行走。

Al知道自己尚末达到目标，于是迅速迭代了设计，优化机器人的身体结构和肌肉组织，每次迭代，A都会评估自己设计的效果，随着一次次的优化进行，机器人的形状也从一开始的随机形状逐步确定下来。

为了测试机器人能否在现实生活中工作，研究人员按照 Al 的设计蓝图，3D 打印出模具，然后填充液态硅胶，几个小时后再将固化后的硅胶从模具中取出来，一个又软又有弹性机器人就诞生了。 

接着，研究人员通过不断的给它泵送空气，机器人的腿反复膨胀、收缩，在这一过程中缓慢稳定地走了起来，每秒可以行走半个身长距离，约为人类步速的一半。

▍机器人的一小步，Al 设计工具的一大步

这个机器人与它的同类相比并不起眼，但它代表了 Al设计工具时代的一个开端。

在整个过程中，最令人意想不到的是，Al想到了与自然界相同的行走方式：腿。

与自然界对称的腿结构不同，Al设计的机器人有三条腿，脸是扁平的，还布满了孔。

“这很有趣，因为我们没有告诉 Al 机器人应该有腿”西北大学的研究人员表示：“它重新发现了腿是在陆地上行动的好方法”。

除了腿之外，机器人身上的孔更奇怪，Al 似乎是随机打孔，因为研究人员说：“我们真不知道这些孔是做什么的，但知道它们很重要“，他说：“因为取消这些孔时，机器人要么不能再走路，要么走路变得不利索。“

这项研究发表在 《美国国家科学院院刊》中，题为 "Efficient automatic design of robots（机器人的高效自动设计）〞 

David Matthews 是该论文第一作者，他与 Sam Kriegman以及其他合著者 Andrew Spiellberg、Daniela Rus(麻省理工学院)、Josh Bongard(佛蒙特大学) 密切合作了几年才有了这一突破性发现。

人类工程师在设计机器人时总是带着固有的思维惯性，而 Al可以创造人类从未考虑过的新的可能性，它可以帮助我们以不同的方式去思考。