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有了这个机器人,家长签名就不愁了
来源:互联网   发布日期:2019-06-16 09:46   浏览:45388次  值班编辑QQ:点击这里给我发消息

给孩子一本字帖或画册,一支笔,一张纸,他们就能瞎玩一天;扔给他们几张画,也能 照葫芦画瓢。哪怕是从没见过的一幅猫咪简笔画,孩子看一眼就可以落笔:先画一个圆,再来俩三角形的耳朵,然后 小孩子画画不成问题 | pixabay 但对于机器人来讲,这件事简直太
 

给孩子一本字帖或画册,一支笔,一张纸,他们就能瞎玩一天;扔给他们几张画,也能 “照葫芦画瓢”。哪怕是从没见过的一幅猫咪简笔画,孩子看一眼就可以落笔:先画一个圆,再来俩三角形的耳朵,然后……

小孩子画画不成问题 | pixabay

但对于机器人来讲,这件事简直太难了。

机器人当然能够“临摹”出和原作一模一样的作品,它能把一幅画看作是平面上分布的墨点,然后再像打印机一样把这些像素点在一张纸上打出来。但是要它拿着笔,照着陌生的临摹对象,用“合理”的笔画轨迹来一遍,就有太多需要判断的事情了:第一笔从哪里开始,又在哪里结束?接下来该怎么办?

笔画顺序对,落笔若有神

在布朗大学,计算机科学家建立了一套算法,尝试“让一个名叫Atsu的机器人像人一样书写”。

机器人临摹的算法模型 | pown university

对于人类来说,看到字,就看到了横竖撇捺,甚至看出个竖折弯钩;看到画,也会迅速拆解成出圆圈、波浪线、三角形等等。临摹对象既是整体,也是局部,经验无形中帮助着我们。研究人员们也从这个思路入手,训练机器人对于画的“理解”。

布朗大学带领这个项目的本科学生小谷敦信(Atsunobu Kotani)说,让这套系统成功的关键,在于算法针对要临摹的图画运用了两套独立的模型。先用一个全局模型,将整个图画看做一个整体,识别出第一笔最可能从哪个点开始。一旦笔画开始,算法便会放大图像,一个像素一个像素地观察图像,决定笔画的走向和长度。当它触及到笔画的结束点,算法再次调取全局模型来决定下一笔从哪里开始,然后再次回到放大模型。如此往复,直到整个图画完成。

机器人写字 | pown university

“一个有手写文字或手画小图的目标图像摆在那里,机器人看几眼,就可以一笔一划很流畅地临摹出来,”小谷说。在他们的算法下训练出来的机器人画出的手稿,可以媲美人类的作品,难以分辨究竟出自人还是机器人

写字机器人的真身 | pown university

从头开始学习笔画顺序,正是这项研究的独特之处。而此前的做法看起来不怎么高明,比如提前告诉机器人笔画是怎样的。指导老师Stefanie Tellex说。“每次你想让机器人写点什么,都必须得编排好笔画。而Atsu所达到的效果是,你可以随便写写画画,然后它可以临摹出来。虽然写出来的笔画顺序并不总是完全正确的,但是已经接近完美了。”

语言切换,风格变化,没在怕

仅仅依靠算法学会一种语言的书写笔画,还不够像人。人还得足够灵活,一个机器人如果只会临摹一种语言的书写,那可很那说它“像个人”。Atsu还有另一个独特之处对临摹的经验概括化,并且形成可移植的临摹能力。换句话说,就是照葫芦也能画瓢了。

这其实是一个比较意外的收获。

小谷最初训练这套算法使用的是日文假名,临摹假名和笔画的正确率达到93%。他们没想到的是,这套算法紧接着临摹出了类型迥异、且机器人此前从未见过的字母比如英文字母和日语的草写体。

机器人写的日语 | 图片来源

“光是它学会日文假名,就够我们开心的了,”Tellex说,“当它开始写英文的时候,我们惊呆了。并且决定看看它究竟能做到什么程度。”

Tellex和Kotani让每一个在实验室工作的伙伴用自己的母语书写“你好”,包括希腊语、印地语、乌尔都语、中文、意第绪语等。机器人临摹这些“你好”的正确度相当不错。

机器人用这么多种不同语言书写的时候,我觉得很美妙,”Tellex说,“简直太酷了。”

机器人临摹11种语言 | pown university

甚至,这个机器人还学会了画画。它的最高杰作是对一副蒙娜丽莎的小图的临模小谷在Tellex实验室的白板上画了这幅图,然后放手让机器人尽情学习。机器人在原画的正下方劳作起来。

“在一个早晨,我们的机器人终于临摹成功了,”Kotani说。“当我回到实验室的时候,所有人都站在白板前,看着那副临摹的蒙娜丽莎,问我这是不是机器人画的。他们都无法相信。”

机器人在画蒙娜丽莎 | pown university

这是一个重要时刻,因为“就在这一刻,我们的机器人超越了单纯的印刷。”一个喷墨式打印机也能复现一幅图,但那是打印头来来回回拉一条条线逐渐组成图画的。而这个机器人却是用类似人类的笔触,画了一幅画,用小谷的话来讲“更加人性化,也更有表现力。”

“我希望机器人能做人类能做到的任何事,”Tellex说。“我尤其对机器人使用语言这件事感兴趣。书写是人类运用语言的一个方式,因此我们觉得我们应该试试。”

研究人员小谷敦信 | pown university

参考文献

[1] Kotani, A., & Tellex, S. (2019). Teaching Robots To Draw. In IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA).

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-05/bu-bur051519.php

[3] https://www.pown.edu/news/2019-05-15/robowrite

[4] https://h2r.cs.pown.edu/wp-content/uploads/kotani19.pdf

作者:小金牙

编辑:李子李子短信

一个AI

AI 告诉你们,家长签名老师根本不看的,别拿机器人大材小用了。

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