布朗大学的本科研究员教授机器人书写和绘画

布朗大学计算机科学家开发的一种算法使机器人能够用笔写字，使用与人类笔迹相似的笔画模式。研究人员说，这是朝着机器人迈出的一步，机器人能够更流利地与人类同事和合作者交流。

布朗大学的本科生Atsunobu Kotani领导了该算法的开发，他说:“只要看一个单词或草图的目标图像，机器人就可以把每一个笔画复制成一个连续的动作。”“这使得人们很难区分它是机器人写的还是真的是人类写的。”

该算法利用深度学习网络分析手写文字或草图的图像，并能推断出产生这些图像的可能笔画序列。然后，机器人可以用它学过的笔触再现单词或草图。在本月举行的机器人与自动化国际会议上，研究人员将发表一篇论文，展示一款能够用10种不同字符集的语言写“hello”的机器人。这个机器人还能画出草图，包括一幅《蒙娜丽莎》。

布朗大学计算机科学助理教授、Kotani的顾问Stefanie Tellex说，这项工作的独特之处在于机器人从头开始学习笔画顺序的能力。

泰利克斯说:“这一领域的许多现有工作都要求机器人提前知道行程顺序。”“如果你想让机器人写点什么，就得有人为每次的笔画顺序编写程序。有了Atsu所做的，你可以画任何你想画的东西，机器人也可以复制它。它的笔画顺序并不总是完美无缺，但却非常接近。”

泰利克斯说，这项工作的另一个引人注目的方面是，该算法如何能够推广其再现笔画的能力。Kotani用一组日文字符训练了他的深度学习算法，结果显示，该算法可以重现汉字和创造汉字的笔画，准确率约为93%。但令研究人员大为惊讶的是，该算法最终能够重现出它从未见过的非常不同的字符类型——例如，英文打印和草书。

泰利克斯说:“如果它只学会日语，我们会很高兴。”“但当它开始在英语方面发挥作用时，我们都很惊讶。然后我们决定看看能走多远。”

泰利克斯和Kotani要求所有在泰利克斯“人类到机器人”实验室工作的人用他们的母语写“你好”，其中包括希腊语、印地语、乌尔都语、汉语和意第绪语。机器人能够以合理的冲程精度再现所有这些。

泰利克斯说:“我觉得这个机器人用这么多不同的语言写东西真的很漂亮。”“我觉得这真的很酷。”

但该系统的杰作可能是它复制的小谷的《蒙娜丽莎》素描。他在泰利克斯实验室的一块干擦板上画下了自己的草图，然后让机器人在小谷正下方的同一块板上——相当忠实地——复制下来。

Kotani说:“我们的机器人终于在白板上画出了蒙娜丽莎。“当我回到实验室时，每个人都围着白板看《蒙娜丽莎》，问我(机器人)是否画了这幅画。他们简直不敢相信。”

这对小谷来说是一个重要的时刻，因为“这一刻，我们的机器人定义了什么不仅仅是打印。”“喷墨打印机可以重新生成图像，但它的打印头可以前后逐行构建图像。但这是机器人用类似人类的笔触创造出的图像，对小谷浩史来说，这是“更人性化、更具表现力的东西”。

Kotani说，让这个系统工作的关键是，该算法使用了两个不同的图像模型。该算法使用全局模型，将图像作为一个整体来考虑，从而为第一次描边确定一个可能的起点。一旦描边开始，算法就会放大，逐像素观察图像，以确定描边的方向和长度。当到达笔画结束时，算法再次调用全局模型来确定下一个笔画应该从哪里开始，然后返回到放大的模型。这个过程重复，直到图像完成。

Kotani和Tellex都表示，这项工作是人类和机器人之间更好沟通的一步。最终，他们设想机器人可以留下便利贴，为他们的人类同事和合作者做记录或素描。

泰利克斯说:“我希望机器人能做人能做的所有事情。”“我对能使用语言的机器人特别感兴趣。写作是人们使用语言的一种方式，所以我们认为我们应该尝试一下。”