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讓機器人的「耳朵」更聰明

新科技教導智慧型機器人聽懂語言之外的聲音。

撰文/蒙恩(Gregory Mone)
譯/周坤毅

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Image: Thomas Fuchs

在Siri這類語音辨識軟體幫助下,機器人已能分辨並回應人類語言,但即使是最聰明的機器人也難以理解語言之外的聲音。美國波士頓再思機器人公司的機器人專家羅瑪諾(Joseph Romano)表示:「這個問題看起來沒那麼難,但目前針對環境噪音的研究並不多,更遑論整合進入機器人的控制迴路中。」

現在羅瑪諾要讓機器人聆聽人類語言之外的其他聲音。他與賓州大學的同事合作開發一款名為「開源聽覺辨識機器人作業系統」(ROAR)的軟體,能讓研究人員訓練機器人對更廣泛的聲音做出反應。發表在《自動機器人》的論文指出,系統的主要硬體需求只有麥克風。

訓練開始前,機器人的麥克風得先錄下環境中的聲音,ROAR會將靜電噪音抹除,接著操作員重複單一動作(例如關門或讓智慧型手機的鬧鈴響起),以教導ROAR辨識並標記這個獨特的聲紋,最後程式再根據一系列的訓練聲紋,產生每個動作的聲音模型。

研究人員利用一具單臂機器人測試ROAR能否改善機器人執行特定工作的能力。在一項測試中,機器人得嘗試自動抓起並啟動電鑽。在缺乏聽覺回饋的狀況下,機器人在20次嘗試中只成功了9次,但藉由ROAR輔助後,成功機率提高了兩倍。如果機器人抓起電鑽後沒有聽到電動馬達的轉動聲,它便調整握法再嘗試一次。

下一步是設法讓這套系統在嘈雜環境中也能運作。將聽覺整合進入機器人的控制迴路中,配合視覺與觸覺反饋,未來能幫助機器人護士快速回應病患的呼救,或讓工廠機器人聽見設備故障並做出反應。儘管這項科技還在萌芽階段,羅瑪諾相信它的應用潛力無窮,他說:「我們甚至還未開始探索它的威力。」

SA原文:New Software Gives Robots the Gift of Hearing

刊載於《科學人》2013年第139期9月號

關於作者

科學人

《科學人》雜誌-遠流出版公司於2002年3月發行Scientific American中文版,除了翻譯原有文章更致力於本土科學發展與關懷。