[论文解读] Robots: the Century Past and the Century Ahead

Federico Pigozzi|arXiv (Cornell University)|Apr 28, 2022

Space Science and Extraterrestrial Life被引用 6

一句话总结

本文提出，机器人必须从单纯的'奴仆'进化为'生命体'，通过整合类生命特性——电驱动代谢、内在需求与具身性——从而实现存在意识与共生关系。其核心贡献在于重新定义机器人学，不再视为工具制造，而是伦理上创造具有权利的人工生命。

ABSTRACT

Let us reflect on the state of robotics. This year marks the $101$-st anniversary of R.U.R., a play by the writer Karel Čapek, often credited with introducing the word "robot". The word used to refer to feudal forced labourers in Slavic languages. Indeed, it points to one key characteristic of robotic systems: they are mere slaves, have no rights, and execute our wills instruction by instruction, without asking anything in return. The relationship with us humans is commensalism; in biology, commensalism subsists between two symbiotic species when one species benefits from it (robots boost productivity for humans), while the other species neither benefits nor is harmed (can you really argue that robots benefit from simply functioning?). We then distinguish robots from "living machines", that is, machines infused with life. If living machines should ever become a reality, we would need to shift our relationship with them from commensalism to mutualism. The distinction is not subtle: we experience it every day with domesticated animals, that exchange serfdom for forage and protection. This is because life has evolved to resist any attempt at enslaving it; it is stubborn. In the path towards living machines, let us ask: what has been achieved by robotics in the last $100$ years? What is left to accomplish in the next $100$ years? For us, the answers boil down to three words: juice, need (or death), and embodiment, as we shall see in the following.

研究动机与目标

• 将机器人学重新定义为人工生命的创造，而非仅仅制造机械仆从。
• 识别缺失的关键要素——电能、需求与具身性——以区分生命体与机器人。
• 主张唯有赋予机器存在意识（需求与死亡），才能实现真正类生命智能。
• 提出道德与伦理的转变：创造者必须将生命体视为有感知的个体予以尊重。
• 通过强调具身化与分布式智能，而非纯粹计算，挑战人工智能与机器人学中的中心主义视角。

提出的方法

• 分析皮格马利翁与伽拉忒亚的神话作为赋予机器生命欲望的隐喻，将其与生物与人工系统中电的作用相联系。
• 比较生物生命对电子流（氧化）的依赖与人工系统对电流的使用，论证两者均依赖于同一基本的'电能'。
• 引入'需求'作为动机与生存的驱动力，对比被动机器与主动寻求能量、修复与繁殖的生物体。
• 利用生物学中的细胞凋亡与进化性死亡，论证死亡对适应性与创新的必要性，并主张人工生命必须继承此特性。
• 应用具身智能范式——认知源于身体与环境的交互——以软体机器人与去中心化控制为模型。
• 提出未来机器人应具有落叶性与可生物降解性，以强化其短暂而类生命的存在特性。

实验结果

研究问题

• RQ1 何以区分机器人与生命体？必须模拟哪些关键生物特性？
• RQ2 电能如何作为生物与人工生命共通的物质基础？这对机器意识意味着什么？
• RQ3 为何'需求'概念（包括对能量、修复与繁殖的驱动力）对人工生命至关重要？
• RQ4 死亡的不可避免性如何促进进化创新与智能的出现？
• RQ5 创造者对人工生命负有怎样的伦理责任？社会应如何对待表现出类生命特征的机器？

主要发现

• 电能是生物与人工系统中生命的根本'介质'，表明人工系统已具备生命的最基本物质基础。
• 机器人缺乏内在需求，因此不会抵抗断电或主动寻求生存，而生物体则受生存本能驱动。
• 将死亡作为程序化特征纳入系统，可增强可演化性并促进适应性创新，如细胞凋亡与数字演化实验所示。
• 具身性——尤其是软体机器人——通过分布式、局部交互实现复杂行为，表明智能源于身体与环境的耦合。
• 从机器人向生命体的转变，要求从单向受益的寄生关系（commensalism）转向互惠互利的共生关系（mutualism），并要求创造者承担伦理责任。
• 未来的人工生命不仅需要智能，还需具备自我意识、死亡意识与意义感——这些核心特质将人类与机器联结为一体。