与清华大学莫一林对谈:与其让机器人爬楼梯,为什么不干脆装个电梯?有限理性FM

与清华大学莫一林对谈:与其让机器人爬楼梯,为什么不干脆装个电梯?

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莫一林,清华大学自动化系长聘副教授,灵御智能联合创始人、首席科学家。清华大学自动化系学士,卡内基梅隆大学计算机工程博士,加州理工学院博士后,曾任新加坡南洋理工大学助理教授。

莫一林更愿意称自己为控制工程师:模型可以有误差,事情要能做成。从给企业提交算法,到与老朋友一起创办灵御智能,他想做一个自己可以掌控的系统,也在创业中发现了人和组织的新复杂性。

在完全自主的机器人到来之前,他希望先造一台"好开"的机器人,让人顺手地操作、积累好数据,再逐步减少人工介入。我们从控制理论聊到人机共驾,也聊工程与创业中的选择:两个答案都对,为什么仍然必须取舍?最后回到十年后的自己——如果公司真的成功运行,他还想做些什么?

时间轴

  • 00:02:30 为什么自称 control engineer,而不是 scientist

  • 00:23:04 控制"死了"吗?成熟技术为何无处不在,却又难以被看见

  • 00:39:47 所有模型都是错的,为什么有些仍然有用

  • 00:43:01 十毫秒内必须做完:控制系统为什么需要确定性与契约

  • 00:49:27 从提交一个算法,到想做一个自己可以掌控的系统

  • 01:03:14 软件还是硬件:工程没有唯一最好的答案

  • 01:09:35 为什么选择机器人创业,以及老朋友如何成为合伙人

  • 01:18:03 机器人为什么要"好开":操作体验如何影响数据质量

  • 01:28:36 从遥操作到人机共驾:人的动作怎样交给机器人

  • 01:37:44 通用智能不等于通用人形:轮子、双足与四足怎样选

  • 01:46:45 既然人能远程接管,AI 为什么不能也在云端:算力、延迟与安全接管

  • 01:58:30 创业是一个需要长期维护、不断变化的系统

  • 02:04:43 做 A 对,做 B 也对,为什么一起做反而可能错

  • 02:10:02 让知乎上的莫一林评价自己的公司,他会说什么

  • 02:11:41 十年后的自己:回学校教书、新的体验,以及从零到一

本期概念

  • 控制论(Cybernetics)与控制理论(Control Theory):控制论由维纳在 1948 年提出,研究动物与机器中的控制和通信,范围宽,延伸到哲学和社会科学。上世纪 80 年代,它与系统论、信息论一起被称为"老三论",在中国影响很大。控制理论是一门工程数学,研究如何通过反馈设计控制器。

  • 控制、反馈与鲁棒性:控制关心如何让系统按目标运行;反馈根据实际表现调整动作;鲁棒性关注系统在一定范围的误差和扰动下,能否保持所需的表现。机器人领域常说 Sim to Real,即把仿真里训练好的策略搬到真实世界;莫一林认为,控制做的是 Real to Sim,让真实系统表现得更接近理想模型。链接为 Åström 与 Murray 合著的《Feedback Systems》,Richard Murray 是莫一林在加州理工做博士后时的导师。

  • 数据处理不等式:在满足相应马尔可夫条件的信息处理链中,后处理不能增加与源变量之间的互信息(见链接第 10 页,命题 1.12)。节目中称作"信息处理不等式",并借它讨论:用户没有充分传达的需求,不能仅靠更复杂的算法凭空补出。

  • 伯德图(Bode Plot):用对数坐标画出系统对不同频率信号的放大倍数和相位变化,是经典控制设计的基本工具。在计算机普及之前,工程师靠手绘伯德图来调整控制器。

  • 强化学习:利用奖励信号学习策略。早期研究强化学习的人里,有一大批来自控制理论,它本质上是求解最优控制的一种方法。节目讨论的问题是:强化学习取代的,是控制本身,还是依赖人工经验的控制设计?

  • 实时系统、确定性与契约:计算不仅要得到结果,还要在约定时间内完成。控制系统追求确定性(determinism),每一次都能按时做完,"平均很快"不够。这种时间约定也是模块之间的契约,让一个复杂系统可以拆开设计、再拼起来。

  • 遥操作、动作映射与模仿学习:人远程操控机器人,需要把人的动作转换成机器人可执行的动作。灵御采用力与位置混合的映射,而非简单复制人的姿势。高质量的遥操作数据,可以作为示范,供机器人通过模仿学习掌握技能。

延伸阅读与项目

补充说明

  • "改变我能改变的,接受我不能改变的"出自美国神学家尼布尔的《宁静祷文》,不出自圣经。

  • 维纳访问清华大学是在 1935 至 1936 年。

  • Mobile ALOHA 于 2024 年 1 月发布。

制作

  • 制作人/主播:君泽

  • 声音设计/剪辑:君泽、ChatGPT

  • 知乎:闻烜、CC、冬菇