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Pieter Abbeel: 彼得·阿比尔:深度强化学习

Pieter Abbeel: Deep Reinforcement Learning

第2018-12-16期2018-12-16简体中文

嘉宾:Pieter Abbeel

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§01原文文稿 · 00:00–11:39

00:00以下是与彼得·阿比尔(Pieter Abbeel)的对话。

00:03他是加州大学伯克利分校的教授,也是伯克利机器人学习实验室的主任。

00:07他是世界上顶尖的研究者之一,研究如何让机器人理解周围的世界并与之互动,

00:15尤其是使用模仿学习和深度强化学习。

00:19这次对话是 MIT 通用人工智能课程和人工智能播客的一部分。

00:26如果你喜欢,请在 YouTube、iTunes 或你常用的播客平台订阅,

00:31或者在 Twitter 上联系我,账号 @LexFriedman,拼写为 F-R-I-D。

00:36现在,请听我与彼得·阿比尔的对话。

00:41你提到过,如果能见一个人,你想见罗杰·费德勒。

00:46那么让我问,你认为什么时候会有一个机器人,

00:54能完全自主地在网球上击败罗杰·费德勒,也就是费德勒水平的网球选手?

00:57嗯,首先,如果你能让我见到罗杰,请告诉我。

01:02至于让机器人在网球上击败他,这是个有趣的问题,

01:08因为对于我们思考的很多 AI 挑战,缺失的真正一环是软件。

01:16但对于这件事,硬件也远远没有达到。

01:22要真正有一个能在物理上四处奔跑的机器人,波士顿动力的机器人开始接近了,

01:28但仍然没有达到人类水平的奔跑和挥拍能力。

01:36所以你认为那是硬件问题?

01:38我认为不只是硬件问题,而是硬件和软件的问题。

01:41我认为两者都是,而且它们会各自独立地进步。

01:45所以我会说硬件也许要 10 到 15 年。

01:51在红土上,而不是草地上。我是说,草地可能更难。

01:55嗯,红土,我不确定草地和红土哪个更难。

01:58红土涉及滑步,实际上可能更难掌握。

02:05但你并不局限于双足。我确信没有——

02:09嗯,如果我们能造一台机器,那当然是完全不同的问题。

02:13如果你说,“好,这个机器人可以装轮子,用轮子四处移动,

02:17可以设计得不同”,那么我认为这可以更早做到,

02:22大概比完整的人形设置更早。

02:26你怎么看挥拍这件事?你研究过基本的操作。

02:31你认为挥拍这个任务有多难,

02:34能够打出漂亮的反手或正手?

02:39假设我们只是架设一个固定的机器臂,

02:43比如一个标准的工业机械臂,

02:48它能看着球飞来,然后挥拍。这是个好问题。

02:51我不确定它会超级难做。

02:56我是说,我确信它需要大量的——

02:58如果我们用强化学习(原文转写为 reinforced milling)来做,会需要大量的试错。

03:01它不会第一次就挥对。

03:03但我看不出为什么它不能把球挥对。

03:09我认为它是可学习的。如果你在一边架设一台发球机,

03:11另一边是拿着网球拍的机器人,

03:17我认为它是可学习的,也许加一点仿真中的预训练。

03:23对,我认为这是可行的。我认为挥拍是可行的。

03:27很有意思的是看它能达到多大的精度。

03:31因为,我是说,有些人类选手能把球打在线上,

03:36那是非常高的精度。

03:39还有旋转。旋转是个有趣的——

03:41强化学习能否学会给球加旋转。

03:45嗯,你让我感兴趣了。也许哪天我们会把它搭起来。

03:48总有一天,当然。

03:48你让我很好奇。

03:51你的回答基本上是:好,对这个问题,听起来很迷人。

03:54但对于网球选手这个一般性的问题,我们可能还差得远一点。

03:57你见过机器人在物理世界里做的最令人印象深刻的事是什么?

04:04就物理方面,对我来说,是波士顿动力的视频。

04:10总是让我印象深刻、深有感触。

04:14最近,机器人跑上楼梯,做那种跑酷式的动作。

04:19我是说,是的,我们不知道底层是什么。

04:22他们并没有写很多细节。

04:23但即使底层是硬编码的,也许是,也许不是,

04:28单是做那种跑酷的身体能力,就非常令人印象深刻。

04:32那你亲自见过 Spot Mini 或者那些机器人吗?

04:36去年四月,在杰夫·贝佐斯组织的火星大会上见过 Spot Mini。

04:42他们把它带到那里,它很好地跟着杰夫四处走。

04:47杰夫离开房间时,他们让它跟着他,相当令人印象深刻。

04:52所以我想,知道那些机器人里没有学习在发生,会让人有些信心。

04:57那种心理。

04:58所以即使知道这一点,知道如果有学习在发生也非常有限,

05:03我今年早些时候见过 Spot Mini,了解所有正在发生的事,

05:08有过一对一的互动,所以我可以单独花些时间。

05:12立刻就在心理层面产生了深深的联结。

05:18即使你知道基本原理、它是如何运作的,也有某种神奇的东西。

05:23那么你会思考与物理世界中的机器人互动的心理学吗?

05:29甚至你刚给我看了 PR2 机器人,它有点像一张脸,

05:35有一点像脸。

05:38有某种东西立刻吸引你。

05:40你会思考机器人问题的这一方面吗?

05:45嗯,有布拉德(Brad)在这儿,这很难。

05:48我们给他起了名字,伯克利机器人,用于消除繁琐任务(BRETT)。

05:52很难不把机器人当作一个人。

05:56而且似乎每个人都不知为何称它们为“他”,

05:59但这也让它比称“它”更像一个人。

06:01这样想似乎相当自然。

06:07刚过去的这个周末真的触动了我。

06:08我在视频里见过很多次 Pepper,但随后我参加了一个活动,

06:15是富达投资组织的,他们给 Pepper 写了脚本,让它帮忙主持一些环节。

06:22他们给 Pepper 写的脚本让它有一点孩子的性格。

06:26很难不把它看作某种意义上有自己人格的存在,

06:31因为它会突然插话,

06:34让它非常有互动性。

06:35主持人说话时,Pepper 会突然插进来:“等等,那我呢?

06:39我也能参与吗?”

06:41然后你就觉得:“好,这就像一个人。”

06:43而那百分之百是写好脚本的。

06:45即使这样,也很难不产生那种感觉:好像那里真有什么东西。

06:50所以当我们让机器人在这个物理世界里互动时,

06:54那是否是一个可以用于强化学习的信号?

06:57你在这个方向上做过一点工作,

07:00但你认为这种心理学能以某种方式被引入吗?

07:02是的,我会说很多人问这个问题。

07:08我认为他们问它的部分原因是,他们在想,

07:12我们作为人,到底还有多独特?

07:16比如在他们看到一些结果之后,看到电脑下围棋,

07:19看到电脑做这个、做那个,他们就想:“好,但它真的能有情感吗?

07:23它真的能以那种方式和我们互动吗?”

07:26而一旦你身边有机器人,你已经开始感觉到了。

07:29我想,从方法论上,我的思路是,

07:34如果你运行强化学习之类的东西,它是关于优化某个目标。

07:39没有理由这个目标不能与

07:47一个人有多喜欢与这个系统互动挂钩。

07:50为什么强化学习系统不能为

07:54机器人好相处、有趣而优化呢?

07:56那么它为什么不会自然而然地变得越来越有吸引力,

08:00也许越来越像一个人或一只宠物,我不知道具体会是什么,

08:04但越来越多地具备那些特征,并自动获得它们。

08:08——只要你能把“喜欢某样东西”意味着什么形式化为一个目标,

08:13你如何表现,基本事实是什么?

08:17你如何从人类那里得到奖励?

08:19因为你得以某种方式在你内部收集那些信息,人类。

08:22但你是说,如果你能把它表述为一个目标,它就能被学到。

08:26没有理由它不能通过学习涌现。

08:29也许把它表述为目标的一种方式,

08:31你不一定非得显式地打分。

08:33标准的奖励是数字,而数字很难获得。

08:37“这在某个量表上是 1.5 或 1.7”,

08:41这对人来说很难做到。

08:42但容易得多的是人说:

08:45“好,你过去五分钟做的

08:49比之前五分钟做的要好得多。”

08:51这样就给出了一个比较。

08:53事实上,在这方面已经有一些成果。

08:55比如,OpenAI 的保罗·克里斯蒂亚诺(Paul Christiano)及其合作者

09:00让 MuJoCo 里的单腿跳跃机器人学会了后空翻。

09:03完全是依靠反馈:我更喜欢这个而不是那个。

09:06这两个差不多一样好。

09:08经过一堆互动之后,

09:10它弄明白了那个人要的是什么,也就是后空翻。

09:14所以我认为同样的事——

09:15——哦,它并不是在试图做后空翻。

09:18它只是根据人给出的比较得分,

09:20依据——

09:21——那个人心里想的,在他自己心里,

09:25我想让它做后空翻,

09:27但机器人不知道自己该做什么。

09:30它只知道有时那个人说:

09:32“这个更好,这个更差。”

09:34然后机器人弄明白了,

09:35那个人真正想要的是后空翻。

09:38我想象同样的事情对于

09:40像更具互动性的机器人也是如此:

09:43机器人会随着时间弄明白:

09:45“哦,这类事情显然更受欢迎,

09:47胜过另一类事情。”

09:49——所以当我第一次拿起萨顿(Sutton)的,

09:53理查德·萨顿的强化学习那本书时,

09:55那是在深度学习之前,

09:59在神经网络作为机器学习的强大机制

10:03重新崛起之前,

10:04强化学习在我看来像魔法。

10:07它很美。

10:10所以那似乎就是智能的样子,

10:13强化学习。

10:14那么你认为,当行动的奖励是延迟的、如此稀疏时,

10:20关于世界的任何东西,当行动的奖励

10:22是延迟的、如此稀疏时?

10:25你为什么认为强化学习有效?

10:29你为什么认为你还能学到任何东西,

10:32在如此稀疏的奖励之下,

10:34无论是普通强化学习

10:36还是深度强化学习?

10:38你的直觉是什么?

10:40——与之对应的问题是,为什么强化学习

10:43为什么它需要这么多样本,

10:47这么多经验来学习?

10:48因为实际发生的是,

10:50当你有稀疏奖励时,

10:52你做某件事,也许,我不知道,

10:55你执行了一百个动作,然后得到一个奖励。

10:57也许你得到的分数是三。

10:59我会想,好,三,不知道这意味着什么。

11:02你再来一次,现在得到二。

11:04现在你知道,那个由一百个动作组成的序列,

11:06也就是你第二次做的那个,

11:08不知怎么比那个由一百个动作组成的序列更差,

11:10也就是你第一次做的那个。

11:11但现在很难知道

11:13其中哪些更好、哪些更差。

11:15有些可能在任何一次里既有好的也有坏的。

11:16所以这就是你需要这么多经验的原因。

11:19但一旦你有了足够的经验,

11:21强化学习实际上就是在把这些理清。

11:23它开始说,好,

11:24当你得到更高奖励时,什么是一直都在的?

11:27当你得到更低奖励时,什么又是一直都在的?

11:29然后某种神奇之处,

11:31有时策略梯度更新就是在说,

11:34现在我们来更新神经网络,

11:36让那些出现过的动作,

11:39在事情顺利时的,更有可能发生,

§02原文文稿 · 11:41–19:37

11:41并让那些出现的动作,

11:42在事情不那么顺利时的,更不可能发生。

11:44——所以那是反面的论点,

11:46但似乎你需要运行它的次数

11:49比实际要多得多。

11:50尽管现在人们可以说

11:52强化学习非常低效,

11:54但它似乎比纸面上想象的

11:56要高效得多。

11:58策略的简单更新,

12:01策略梯度,不知怎么你就能精确学到。

12:05你刚说了,哪些是常见的动作,

12:07似乎能产生一些好结果?

12:09那种东西不知怎么能学到任何东西。

12:11至少看起来反直觉。

12:14它背后有什么直觉吗?

12:16——对,我认为有几种思考方式。

12:21我最初主要的思考方式是,

12:25当我们在这里伯克利开始研究深度强化学习时,

12:28大概是 2011、12、13 年前后,

12:32大约那时,约翰·舒尔曼(John Schulman)是博士生,

12:36最初在这里推动这件事。

12:38我们当时的想法是,

12:43如果你想想整流线性单元,

12:46或者整流器类型的神经网络,

12:49你得到什么?

12:50你得到的是分段线性的

12:52反馈控制。

12:54而如果你看文献,

12:56线性反馈控制极其成功。

12:59它能出人意料地好地解决很多很多问题。

13:02比如我记得我们做直升机飞行时,

13:05如果你处于一个定常飞行状态,

13:07不是非定常的,而是定常飞行状态,

13:10比如悬停,你可以用线性反馈控制

13:12来稳定一架直升机,这是一个非常复杂的动力系统,

13:15但控制器相对简单。

13:18所以我想很大一部分在于,

13:19如果你做反馈控制,

13:22即使你控制的系统可以非常、

13:24非常复杂,往往相对简单的控制架构

13:28就已经能做很多事,

13:30但同时,仅仅线性还不够好。

13:32所以你可以这样看这些神经网络:

13:35从某种意义上说,它们对空间做了“铺砖”(分块),

13:36这是人们本来就在更多靠手工,

13:39或用有限状态机尝试做的事:

13:40比如这里用这个线性控制器,

13:42这里用这个线性控制器。

13:43神经网络学会对空间分块,

13:45说这里用一个线性控制器,

13:46这里用另一个线性控制器,

13:48但它比那更微妙。

13:49所以它既受益于这种线性控制的一面,

13:51也受益于分块,

13:53但它是一次一个维度地分块。

13:56因为假如你有一个两层网络,

13:59如果在那个隐藏层里,

14:00你让某个单元从激活变为不激活,

14:04或者反过来,

14:05那基本上是一个轴,

14:08但不是与坐标轴对齐的,

14:09而是你改变的一个方向。

14:12所以你得到的是一种非常渐进的空间分块,

14:15其中分块空间的各个线性控制器之间

14:16有大量的共享。

14:19这一直是我的直觉,解释为什么我预期

14:22这可能会相当有效。

14:24它本质上是在利用这样一个事实:

14:25线性反馈控制是如此之好,

14:28但当然还不够。

14:29这是用线性反馈控制

14:31对空间做渐进的分块,

14:33而它们之间共享大量的“专长”。

14:36——这真是很好的直觉。

14:38但你认为它能推广

14:40到越来越一般的问题上吗,

14:42当维度数量开始增加,

14:47当你开始降低

14:51获得清晰奖励信号的频率时?

14:55这种直觉能否延续到

14:57那些我们认为是现实世界的、

14:59更疯狂、更古怪的世界?

15:01——我认为,在现实世界里,

15:07与我们迄今在强化学习中

15:08取得巨大成功的那些东西相比,

15:10事情真正变得棘手的地方

15:13是时间尺度,

15:17它把我们带向一个极端。

15:18所以当你想想现实世界,

15:21我是说,我不知道,

15:23也许某个学生决定来这里读博士,对吧?

15:26好,那是一个决定。

15:28那是一个非常高层次的决定。

15:29但如果你想想他们的生活,

15:32我是说,任何人的生活,

15:33它是一连串肌肉纤维的收缩

15:37和舒张,

15:38而那就是你与世界互动的方式。

15:40那是一件非常高频的控制的事,

15:42但它最终就是你所做的,

15:44也是你影响世界的方式。

15:45直到,我想,我们有了脑信号读取,

15:48你也许可以稍有不同地去做,

15:49但通常情况下,那就是你影响世界的方式。

15:51而读博士的决定,相对于你在世界上实际做的事,

15:56是如此抽象。

15:59我认为这正是信用分配

16:01变得完全超出

16:04任何现有强化学习算法能力的地方。

16:06我们需要层次化推理,

16:08其水平是目前完全还不具备的。

16:11——你认为我们可以从哪里获得层次化推理?

16:14通过什么机制?

16:15——对,也许让我先强调一下

16:18我认为的局限所在,

16:20也就是 20、30 年前已经做过的东西的局限。

16:25事实上,你会发现一些

16:27在相对较长的时间跨度上进行推理的系统,

16:30但问题在于它们没有根植于

16:32现实世界。

16:33所以人们必须手工设计

16:37某种逻辑的、

16:40关于世界的动力学描述,

16:43而这并没有与感知联系起来。

16:46所以它也没有与真实物体等联系起来。

16:49所以那是一个很大的鸿沟。

16:51现在有了深度学习,

16:52我们开始有能力

16:55真正通过传感器去看、处理,

16:59并理解世界上有什么。

17:01所以这是一个尝试

17:02把这些东西结合起来的好时机。

17:03我看到几种实现的途径。

17:06一种途径是说,

17:08深度学习可以以某种方式“嫁接”

17:09到某些更传统的方法上。

17:12“嫁接”大概意味着

17:13你需要做某种端到端的训练,

17:16你说:“我的深度学习处理

17:18不知怎么得出一种表示,

17:20而这种表示又使用某种

17:23传统的底层动力系统,

17:27可以用于规划。”

17:29比如,那就是

17:31这里的阿维夫·塔马尔(Aviv Tamar)和塔纳·库雷塔奇(原文转写为 Thanar Kuretach)

17:33一直在用 causal infoGAN 推动的方向,

17:35当然还有其他人。

17:36这是一种途径。

17:38我们能否以某种方式把它强行塞进

17:41适合推理的形式?

17:43另一个我们思考了很久的方向,

17:46很久很久,

17:47却没有取得任何进展的,

17:50是更偏信息论的方法。

17:53那里的想法是,

17:55采取高层动作的含义

17:57是现在选择一个隐变量,

18:02它告诉你很多关于

18:03未来将会是什么情况的信息。

18:05因为那就是

18:06采取高层动作的意义。

18:08我说:“好,我决定导航

18:12去加油站,因为我的车需要加油。

18:15那么到那儿现在要五分钟。”

18:17但我会到那里这个事实,

18:19我早就能从

18:20更早之前采取的高层动作中判断出来。

18:23这个,我们很难做成功。

18:27不是说它一定是死胡同,

18:30但我们在让它奏效上遇到了很多麻烦。

18:32然后我们开始重新审视这样一个概念:

18:34我们真正想要实现的是什么?

18:36我们想要实现的

18:38不一定是层次结构本身,

18:40而是你可以想想层次结构给了我们什么?

18:42我们希望它给我们的

18:45是更好的信用分配。

18:46更好的信用分配给了我们什么?

18:51它给了我们更快的学习。

18:53所以,更快的学习最终也许才是我们所追求的。

18:59所以,那就是我们最终得到的,

19:01关于“学习如何强化学习”的 RL²(RL squared)论文,

19:04当时由洛基·段(Rocky Duan)牵头。

19:07那正是元学习的方法,

19:10你说:“好,我们不知道如何设计层次结构。

19:13我们知道想从中得到什么。

19:15那就直接对我们想从中得到的东西

19:17进行端到端的优化,

19:18看看它是否会涌现。”

19:19而我们确实看到了一些东西涌现。

19:21迷宫导航里出现了沿走廊持续前进的运动,

19:24这正是你想要的。

19:26层次化控制应该说:

19:28“我想沿着这条走廊走。”

19:29然后当有拐弯的选项时,

19:31我可以决定是否拐弯,并重复这个过程。

19:33甚至还有这样的概念:

19:35“你以前去过哪里,没去过哪里?”

19:37不要重访你去过的地方。

§03原文文稿 · 19:39–27:49

19:39它仍然没有推广到

19:41你所想到的那种

19:44真实世界场景,

19:45但这是某种生命迹象,

19:47表明也许你可以元学习这些层次化概念。

19:51我是说,似乎通过这些元学习的概念,

19:56我们触及了我认为是 AI 中最难

19:59也最重要的问题之一,

20:02那就是迁移学习。

20:03也就是泛化。

20:05在这条通向构建通用系统的路上,

20:08我们走了多远?

20:10能够把迁移学习做好。

20:12所以有一些迹象表明你能做一点泛化,

20:16但你认为我们走在正确的路上,

20:19还是需要完全不同的突破

20:23才能在不同的学到的模型之间

20:26迁移知识?

20:28——对,我对此相当纠结。

20:33我认为已经有一些非常令人印象深刻的——

20:35——当下的成果。

20:35——嗯,已经有一些非常令人印象深刻的结果了。

20:40对吧?

20:40我是说,我会说,当

20:43即便是 2012 年最初那次大突破,

20:47也就是 AlexNet,对吧?

20:48最初的反应是,好,太棒了。

20:50它在 ImageNet 上表现更好,也就是图像识别。

20:54但随后紧接着,

20:57当然出现了这样的想法:

20:59哇,在 ImageNet 上学到的东西,

21:03当你现在想解决一个新任务时,

21:04你可以为新任务微调 AlexNet。

21:07而这常常被发现是更大的事情:

21:11你学到了可重复使用的东西,

21:14而这在以前并不常见。

21:15通常机器学习,

21:16你为一个场景学点东西,就到此为止。

21:18——对,这真令人兴奋。

21:20我是说,这是一个巨大的应用。

21:22这大概是迁移学习

21:23迄今最大的成功,

21:25就范围和影响而言。

21:27——那是一次巨大的突破。

21:29然后最近,我感觉有类似的情况,

21:33通过规模化,

21:35这似乎被进一步扩展了。

21:37比如人们训练更大的网络,

21:39它们可能迁移得更好。

21:41如果你看看,比如

21:43OpenAI 在语言模型上的一些结果,

21:45以及谷歌近期在语言模型上的一些结果,

21:48它们学习的只是预测,

21:52然后被重新用于其他任务。

21:56所以我认为那里面有些东西:

21:58不知怎么,如果你在足够多的东西上

22:00训练一个足够大的模型,

22:01它似乎就能迁移。DeepMind 的一些结果

22:04我认为非常令人印象深刻,

22:05就是 Unreal 的结果,

22:07它学会了导航迷宫,

22:11方式不只是在做强化学习,

22:13而是还有其他目标

22:14在被优化。

22:16所以我认为已经有很多有意思的结果了。

22:19我想,也许我难以理解的地方

22:24是在多大程度上,

22:26或者说我们何时把某件事称为泛化,

22:28或者这些不同任务中

22:31所涉及的泛化层次。

22:33——对。

22:34顺便说,为了给事情定个框架,你划了这样一条线。

22:38我听你在某处说过,

22:40这是“学会精通”

22:42与“学会泛化”的区别。

22:44这是个值得思考的好区分,

22:47我想你是说,这是一个灰色地带:

22:50学会精通和学会泛化,

22:53一个从哪里开始、一个到哪里结束。

22:54——我想我可能听过这个。

22:55我可能是在别处听到的,

22:57我想也许是在你的某次访谈里,

23:00也许是和约书亚·本吉奥(原文转写为 Yoshua Benjamin)那一期,

23:02我不是百分之百确定,

23:03但我喜欢那个例子,

23:05我不确定是谁说的,

23:08但那个例子基本上是,

23:10如果你用当前的深度学习技术,

23:13我们所做的,用来预测,

23:14比如说,我们这些行星的相对运动,

23:20它会做得相当好,

23:21但如果现在有一个巨大的新质量

23:26进入了我们的太阳系,

23:27它大概就无法预测会发生什么,对吧?

23:31那是另一种泛化。

23:33那是一种依赖于我们今天所拥有的

23:36最终的、最简单的解释

23:38拥有的、可用来解释行星运动的

23:40也就是我们今天所拥有的解释。

23:41而单纯的模式识别可以预测

23:43当前太阳系的运动,相当好,没问题。

23:47所以我认为这是一个例子,

23:48说明有一种泛化,与我们迄今

23:52所取得的有一点不同。

23:53而且并不清楚,仅仅加强正则化,

23:59强迫它给出一个更简单、

24:01更简单、更简单的解释,

24:02是否行得通,比如说,看,这并不简单,

24:03但物理学研究者就是这么做的,对吧?

24:05他们会说,我能不能让它更简单?

24:08我能把它简化到多简单?

24:09能解释一切的最简单的方程是什么,

24:10对吧?

24:12关于整个宇宙动力学的主方程。

24:15我们在深度学习里并没有真正这么用力地推进那个方向,

24:17我会这么说。

24:19不确定它是否应该被推进,

24:21但似乎从那里能得到一种泛化,

24:24是我们目前的方法迄今得不到的。

24:27——我刚和弗拉基米尔·瓦普尼克谈过,比如说,

24:29他是统计学家,做统计学习,

24:34他有点梦想着创造

24:36学习领域的 E=mc²,对吧?

24:40也就是学习的一般理论。

24:42你认为这在近期是一种徒劳的追求吗,

24:47在未来几十年之内?

24:50——我认为这是一种非常有意思的追求,

24:53意思是,

24:55有大量证据表明,

24:57大脑相当模块化。

25:02所以我也许不会把它看作那个理论,

25:05也许是底层的理论,

25:06而更像是一种原理。

25:09有一些发现表明,

25:12盲人会把

25:15通常用于视觉的那部分大脑

25:16用于其他功能。

25:20而且即使在某种之后,

25:24如果人们以某种方式被重新布线,

25:26他们也许能把大脑的某些部分

25:28重新用于其他功能。

25:29所以这暗示的是某种模块化,

25:35我认为去追求它是相当自然的,

25:39看看我们能否找到那种模块化?

25:41我们能找到这样的东西吗?

25:43当然,并不是大脑的每个部分

25:44都完全相同。

25:45不是所有东西都能被任意重新布线。

25:48但如果你想想新皮层这样的东西,

25:50它是大脑相当大的一部分,

25:51从迄今的发现来看,似乎相当模块化。

25:55你能设计出同样模块化的东西吗?

25:59而如果你可以直接让它生长,

26:00它大概会变得更强大。

26:02我认为那将是一种有意思的

26:04可以追求的底层原理,

26:06而且并不脱离现实。

26:08你更偏好数学,

26:12还是经验性的试错,

26:15来发现做某件聪明的事

26:16意味着什么的本质?

26:18强化学习兼具这两类,对吧?

26:21证明某个东西收敛,证明界。

26:26同时,

26:27很多那样的成功是,

26:29嗯,我们试试这个,看看行不行。

26:31那你倾向于哪一种?

26:33你怎么看待你大脑里的这两部分?

26:35——也许我会更希望

26:42我们能靠数学取得进展。

26:45我更喜欢那样的原因,

26:46是因为常常如果你有某样

26:49能够用数学形式化的东西,

26:51你就能跳过大量的实验。

26:55而实验需要很长时间才能走完。

26:58而且需要大量试错,

27:01有点像对你的研究过程做强化学习,

27:03但你需要做大量的试错,

27:05才能取得成功。

27:06所以如果你能跳过这些,在我看来,

27:08数学就是干这个的。

27:09希望一旦你做了一批实验,

27:13你开始看到某种模式。

27:14你可以做一些推导,跳过一些实验。

27:17但我同意你的看法。

27:18我是说,实际上,很多进展

27:20都是这样的:我们没能找到

27:23能让它跳跃式前进的数学。

27:25我们是在一步一步地

27:27逐渐取得进展。

27:29这里一个新实验,那里一个新实验,

27:31给我们新的洞见,逐渐积累,

27:34但还没到这样的程度:

27:36“好,这里有一个方程,现在解释了如何,

27:38你知道,那本来需要

27:40两年的实验才能得到,

27:42但这个告诉我们结果会是什么。”

27:44遗憾的是,目前还不太行。

27:47——目前还不太行,但你的希望在那里。

27:49在尝试教机器人或系统

§04原文文稿 · 27:53–35:45

27:53做日常任务,甚至是在仿真中,

27:58你对什么更感兴奋?

28:01模仿学习还是自我对弈?

28:04也就是让机器人向人类学习,

28:07还是让机器人自己规划,

28:11以它们自己的方式去摸索,

28:13最终去玩、最终与人类互动,

28:18或者解决无论什么问题。

28:19对你来说哪个更令人兴奋?

28:21你认为哪个作为研究方向更有前景?

28:24——当我们看自我对弈时,

28:31它之所以如此美妙,

28:34要回到

28:36强化学习的挑战上。

28:37强化学习的挑战

28:38是获得信号。

28:39如果你从不成功,

28:41你就得不到任何信号。

28:43在自我对弈中,你站在双方两边。

28:46所以你们中有一方成功。

28:47美妙之处在于也有一方失败。

28:49于是你看到了对比。

28:51你看到“我”的一个版本

28:52比另一个版本做得更好。

28:53所以每次你与自己对弈,

28:55你都会得到信号。

28:57因此只要你能把某件事变成自我对弈,

28:59你就处在一种美妙的处境中:

29:01你可以自然而然地学得快得多,

29:04比大多数其他强化学习环境快得多。

29:07所以我认为,如果我们能以某种方式把更多的

29:11强化学习问题

29:13变成自我对弈的形式,

29:15那将会走得非常非常远。

29:17到目前为止,自我对弈主要围绕游戏,

29:20那里有天然的对手。

29:22但如果我们能为其他事情做自我对弈,

29:24比如说,我不知道,

29:25一个机器人学着盖房子。

29:26我是说,对机器人来说这是相当高级的事,

29:28要它去做,

29:29但也许它尝试盖一间小屋之类的。

29:31如果那能通过自我对弈做到,

29:34如果有人能弄明白这一点,

29:35它会学得快得多。

29:36我认为那将是

29:37更接近

29:39数学式跳跃的东西:

29:41有人找到一种形式化,说:

29:43“好,任何强化学习问题,通过玩这个、这个想法,

29:47你都可以把它变成一个自我对弈问题,

29:48在那里你能容易得多地得到信号。”

29:52现实是,很多问题

29:54我们不知道怎么变成自我对弈。

29:55所以要么我们需要提供详细的奖励,

29:58不只是奖励达成目标,

30:00而是奖励取得进展,

30:02而这会变得很耗时。

30:04一旦你开始这样做,

30:05比如说你想让机器人做某件事,

30:07你需要给出所有这些详细的奖励,

30:09那么,为什么不直接给一个示范呢?

30:10——对。

30:11——因为为什么不直接给机器人演示呢?

30:13现在的问题是,你怎么给机器人演示?

30:16一种演示方式是遥操作机器人,

30:18这样机器人确实亲身经历了这些事情。

30:20这很好,因为那是信噪比非常高的数据,

30:22我们做了很多这样的工作。

30:24你教你的机器人技能,

30:26只需 10 分钟,你就能教机器人一个新的基本技能,

30:29比如:“好,拿起瓶子,把它放到别处。”

30:32那是一个技能,不管瓶子从哪儿开始,

30:34也许它总是被放到某个目标位置之类的。

30:36用遥操作来教你的机器人相当容易。

30:39现在,更有意思的是,

30:42如果你现在能教你的机器人

30:43通过第三人称学习,

30:44也就是机器人看着你做某件事,

30:46它没有亲身经历,只是看着,然后说:

30:49“好,如果你给我展示这个,

30:51那意味着我应该做这个,

30:53而且我不会用你的手,

30:55因为我控制不了你的手,

30:56但我会用我的手,我来做这个映射。”

30:59我认为这就是今年发生的

31:01重大突破之一。

31:03这是这里的切尔西·芬恩(Chelsea Finn)牵头的。

31:05这几乎就像为示范学习一种机器翻译:

31:08你有一个人类的示范,

31:11机器人学会把它翻译成

31:13对机器人来说怎么去做。

31:15那是一种元学习的表述:

31:17从一个学习,去得到另一个。

31:19我认为这打开了很多机会,

31:22可以学得快得多。

31:24——我的关注点是自动驾驶汽车。

31:26你认为这种第三人称观看的方法,

31:28自动驾驶适合

31:31这种方法吗?

31:33——对自动驾驶,我会说,

31:37第三人称略微容易一点。

31:41我说用第三人称略微容易的原因是

31:43因为

31:46汽车动力学被理解得非常透彻。

31:48所以——比第一人称

31:51更容易,你的意思是?

31:53还是比……更容易——我想

31:55我认为第三人称

31:57和第一人称的区别,对于自动驾驶

32:00并不是一个很重要的区别。

32:01它们非常相似,因为区别实际上在于

32:06谁来转方向盘,

32:07或者,让我换个说法。

32:11如何从你现在所在的点,

32:14到你前方,比如说,几米远的一个点。

32:17那是一个被理解得非常透彻的问题。

32:19而那就是

32:20那里第三人称和第一人称之间的唯一区别。

32:21而对机器人操作来说,

32:23相互作用力非常复杂,

32:25它仍然是非常不同的事情。

32:26对自动驾驶,我认为仍然存在这个问题:

32:31模仿与强化学习。

32:33模仿给你多得多的信号。

32:36我认为模仿的不足之处,

32:38需要一些额外机制的地方是,

32:42它在通常的形式下,

32:45并不考虑目标或目的。

32:47当然,也有一些版本的模仿学习,

32:50逆强化学习类型的模仿学习,

32:52它也会考虑目标。

32:54我想那样我们就近得多了。

32:56但我认为很难设想一辆

32:58完全反应式的汽车能泛化得很好,

33:03如果它真的没有目标的概念,

33:05就很难泛化到

33:08你所想要的那种普适程度。

33:09你想要的不只是单靠行为克隆/监督学习

33:11得到的那种反应性。

33:15——那么很多工作,

33:18无论是自我对弈还是模仿学习,

33:21都会显著受益于仿真,

33:24受益于有效的仿真。

33:26你在物理世界里做了很多事,

33:28也在仿真里做了很多。

33:29你是否希望仿真的能力越来越强,

33:32最终变得没有边界,

33:38以至于我们在物理世界里运作所需要的大部分东西

33:40都可以被仿真到

33:43能直接迁移到物理世界的程度?

33:46的程度?

33:47还是我们离那还很远?

33:49——我认为我们甚至可以在某种意义上

33:57重新表述这个问题。

33:58——请。

33:58——仿真的力量,对吧?

34:03随着仿真器越来越好,

34:06当然会变得更强,

34:08我们也能在仿真中学到更多。

34:11但还有另一个版本,

34:12就是你说仿真器

34:13甚至不必那么精确。

34:15只要它有一定代表性,

34:17与其试图得到一个

34:20精确到足以在其中学习、

34:23并很好地迁移到现实世界的仿真器,

34:25我要建很多个仿真器。

34:26——仿真器集合。

34:28——仿真器集合。

34:29其中任何单个仿真器

34:31都不足以充分代表现实世界,

34:34以至于在其中训练就能奏效。

34:37但如果你在所有这些里训练,

34:39就会有某种东西在所有这些里都表现良好。

34:43现实世界只会是其中的另一个,

34:47与其中任何一个都不完全相同,

34:49只是其中的另一个。

34:50——仿真器分布中的另一个样本。

34:52——没错。

34:53——我们确实生活在一个仿真之中,

34:54所以这只是另一个。

34:57——这我不确定,但对。

34:59如果是的话,那肯定是一个非常先进的仿真器。

35:03——对,是个相当不错的仿真器。

35:04我和罗素(Stuart Russell)谈过。

35:07这也是你会稍微思考一下的事。

35:09当然,你真正在努力构建这些系统,

35:11但你会思考 AI 的未来吗?

35:13很多人担心安全。

35:15你如何思考 AI 安全,

35:18当你构建在物理世界里运作的机器人时?

35:20你如何以工程的方式、

35:24系统的方式来处理这个问题?

35:27——当机器人在做事时,

35:32你要担心几种安全概念。

35:36一是机器人在物理上很强壮,

35:39当然可能造成很大的破坏。

35:41汽车也是一样,我们在某种意义上也可以把它们看作机器人。

35:45而这可能是完全无意的。

§05原文文稿 · 35:48–42:37

35:48所以它可能不是那种长期的 AI 安全担忧:

35:51AI 比我们聪明了,现在怎么办?

35:54而可能只是非常实际的问题。

35:55好,这个机器人,如果它犯了错,

35:57后果会是什么?

36:00当然,仿真在那里发挥很大作用,

36:02可以在仿真中测试。

36:04这是个困难的问题。

36:05我总是在想,

36:07比如说你看看,我们回到驾驶上,

36:09因为很多人当然很了解驾驶。

36:12我们是怎么考察一个人会不会开车的,对吧?

36:16为了拿到驾照?

36:18他们到底做什么?

36:19我是说,你填一些测试,然后开车。

36:24而且我是说,在加州郊区,

36:27那个驾驶考试就是你绕街区开一圈,

36:31靠边停车,成功地在停车标志前停一下,

36:34然后再靠边停车,就基本结束了。

36:37而你会想,好,如果一辆自动驾驶汽车做到了这些,

36:42你会相信它会开车吗?

36:45我会说,不,那不足以让我信任它。

36:47但对于人类,我们不知怎么弄明白了:

36:49某个人能做到那些,就代表

36:53他们能做很多其他事情。

36:56所以我想对于人类,

36:58我们找到了具有代表性的测试,说明

37:02如果你能做到这个,你究竟能做什么。

37:04当然,测试人类,

37:05人类不希望随时被测试。

37:07自动驾驶汽车或机器人

37:08大概可以被更频繁地测试。

37:10你可以让复制体接受测试,

37:11而且已知它们是相同的,

37:13因为它们用的是同一个神经网络等等。

37:15但我仍然觉得,我们没有这类单元测试

37:19或对机器人的恰当测试。

37:22我认为那里有些非常有意思的东西

37:23值得思考,

37:25尤其是当你更新东西的时候。

37:26你的软件在改进,

37:28你有了更好的自动驾驶软件套件,你更新了它。

37:31你怎么知道它确实在所有方面都比以前更强,

37:34比以前更强,

37:35没有任何坏东西悄悄混进去?

37:40所以我认为这是一个非常有意思的研究方向,

37:42目前还没有真正的解决方案,

37:44除了对人类来说我们不知怎么做到了。

37:46因为我们说,好,你有驾驶考试,你通过了,

37:49你现在可以上路了。

37:50而人类大约每一百万或一千万英里出一次事故,

37:53这相当惊人,

37:55相比于所做的那个简短的考试。

38:01——那么让我问,你提到过安德鲁·吴(原文转写为 Andrew Ang),

38:05他以身作则向你展示了善良的价值。

38:07你认为好策略的空间,

38:14对人类和对 AI 来说的好策略,

38:16里面充满的是

38:20带有善良的策略,还是相反的策略?

38:25剥削,甚至邪恶。

38:28所以如果你只看我们作为人类所遵循的策略之海,

38:30我们作为人类所遵循的,

38:32或者如果 AI 系统必须在这个现实世界里运作,

38:35你认为找到充满善良的策略是否真的很容易,

38:37那些充满善良的策略,

38:39比如我们会自然地落入其中?

38:41还是说这像一个非常困难的优化问题?

38:44——我是说,对人类来说有两种优化在发生,

38:50对吧?

38:52对人类来说,有

38:53非常长期的优化,

38:54也就是进化为我们做的。

38:56我们天生倾向于喜欢某些东西。

39:00从某种意义上说,这就是让我们的学习变得更容易的原因,

39:02因为我们知道疼痛、

39:04饥饿和口渴这类事。

39:08我们知道这些,

39:09并不是别人教的。

39:11那是天生的。

39:12饿的时候我们不开心。

39:13渴的时候我们不开心。

39:15疼的时候我们不开心。

39:18最终是进化把这些植入了我们,

39:21让我们去考虑这些事情。

39:22所以我认为有这样一种说法:

39:24人类似乎总体上演化成了

39:27在某些方面更倾向于和睦相处,

39:32但同时也非常有领地意识,

39:36并以自己的部落为中心。

39:39似乎这就是

39:43我们收敛到的那种空间。

39:44我是说,我不是人类学专家,

39:46但似乎我们在自己的部落内部

39:47表现得很好,

39:50但需要被教导,

39:52才会善待其他部落。

39:54——嗯,如果你看看史蒂芬·平克,

39:56他在《人性中的善良天使》里

39:57把这一点突出得很好,

40:02他在那里谈到暴力

40:03随时间持续减少。

40:05所以无论是什么紧张关系,无论我们挑哪些团队,

40:08似乎历史的长弧

40:11都朝着我们越来越和睦相处的方向延伸。

40:13——我希望如此。

40:14(笑)

40:16——那么你认为,

40:17你认为有可能教给基于强化学习的机器人

40:22这种善良,

40:26这种与人类互动的能力,

40:28这种策略吗,

40:29甚至,让我问个有趣的问题。

40:32你认为有可能教会基于强化学习的机器人

40:35去爱一个人,

40:36并激励那个人也回过来爱这个机器人吗?

40:39也就是说,一个基于强化学习的算法

40:43能带来一段幸福的婚姻。

40:45——这是个有意思的问题。

40:48也许我先用另一个问题来回答,好吗?

40:52(笑)

40:54因为,我是说,不过我会回到这个问题上来。

40:56所以你可以问的另一个问题是,

40:58好,我是说,有些人从只是和一只特别乖的狗互动中

41:02得到的幸福感能有多接近?

41:07比如,我是说,狗,你回到家,

41:09狗就是那样。

41:10它们迎接你,很兴奋。

41:11回到家看到你的狗,会让你开心。

41:14你会想,好,这很让人兴奋。

41:16我在这儿的时候它们总是很开心。

41:18我是说,如果它们没有迎接你,

41:19因为也许是因为什么,

41:20你的伴侣带它去旅行了之类的,

41:22你回到家时可能就远没有那么开心了,对吧?

41:25所以这类……

41:27狗的推理水平似乎

41:31相当精细,

41:32但仍然没有达到人类推理的水平。

41:35所以似乎我们甚至不需要达到

41:37人类水平的推理,就能和人类建立起非常强烈的情感,

41:40与人类之间。

41:41所以我的想法是,为什么不呢,对吧?

41:44为什么一个 AI 不能,

41:45我们为什么不能达到那种程度的情感,

41:48也就是人类之间,

41:51或与友善动物之间所感受到的那种?

41:55这是个问题:对我们来说这是好事还是坏事?

41:59那是另一回事,对吧?

42:01因为,我是说,

42:02但我看不出为什么不能。

42:05——为什么不能,对。

42:07——埃隆·马斯克说爱就是答案。

42:08也许他应该说爱是目标函数,

42:12而强化学习是答案,对吧?

42:14(两人都笑了)

42:15——嗯,也许吧。

42:16(两人都笑了)

42:17——哦,彼得,非常感谢你。

42:18我不想再占用你更多的时间。

42:20非常感谢你今天的交谈。

42:21——嗯,谢谢你来访。

42:23很高兴你来。

42:24(轻快的音乐)

42:27(轻快的音乐)

42:29(轻快的音乐)

42:32(轻快的音乐)

42:35(轻快的音乐)

42:37(轻快的音乐)

— 读到这里,多懂一点。 —