机器人可以在大学校园里送餐，在高尔夫球场上一杆进洞，但即使是最复杂的机器人也不能对人类重要的日常生活进行基本社会互动。

麻省理工学院的研究人员现在已经将某些社会互动纳入了机器人学的框架，使机器能够理解相互帮助或阻止的含义，并学会自己执行这些社会行为。在一个模拟环境中，一个机器人观察它的同伴，猜测它要完成什么任务，然后根据自己的目标帮助或阻止这个其他机器人。

研究人员还表明，他们的模型创造了现实的和可预测的社会互动。当他们向人类展示这些模拟机器人彼此互动的视频时，人类观众大多同意该模型所发生的社会行为。

让机器人表现出社会技能，可以使人类与机器人的互动更加自然和积极。例如，辅助生活设施中的机器人可以利用这些能力来帮助老年人创造一个更有爱心的环境。这个新模型还可能使科学家能够定量地测量社会互动，这可能有助于心理学家研究自闭症或分析抗抑郁药的效果。

机器人很快就会生活在我们的世界里，它们真的需要学习如何以人类的方式与我们交流。他们需要理解什么时候该让他们帮忙，什么时候该让他们看看他们能做些什么来防止事情发生。计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）首席研究科学家兼信息实验室小组负责人、大脑、思维和机器中心（CBMM）成员鲍里斯-卡茨说：“这是非常早期的工作，我们几乎没有触及表面，但我觉得这是第一次非常认真地尝试了解人类和机器的社会互动意味着什么。”

社交模拟

为了研究社会互动，研究人员创造了一个模拟环境，让机器人在二维网格周围移动时追求物理和社会目标。

物理目标与环境有关。例如，机器人的物理目标可能是在网格上的某个点导航到树上。一个社会目标包括猜测另一个机器人试图做什么，然后根据这个估计采取行动，比如帮助另一个机器人给树浇水。

研究人员用他们的模型来说明机器人的物理目标是什么，它的社会目标是什么，以及它应该对其中一个目标给予多大的重视。机器人采取的行动会得到奖励，这些行动使它更接近于完成其目标。如果一个机器人试图帮助它的同伴，它就会调整它的奖励，使之与另一个机器人的奖励相匹配；如果它试图阻碍，它就会调整它的奖励，使之相反。规划者，一个决定机器人应该采取哪些行动的算法，使用这种不断更新的奖励来引导机器人执行物理和社会目标的混合。

“我们已经为你如何为两个代理人之间的社会互动建模打开了一个新的数学框架。如果你是一个机器人，你想去X地点，而我是另一个机器人，我看到你正试图去X地点，我可以通过帮助你更快地到达X地点来进行合作。这可能意味着把X移到离你更近的地方，找到另一个更好的X，或者采取你在X处不得不采取的任何行动。我们的表述允许计划发现‘如何’；我们在社会互动的数学含义方面指定‘什么’，”特杰瓦尼说。

将机器人的身体和社会目标混合在一起对于创建现实的互动非常重要，因为互相帮助的人类对它们能走多远有限制。例如，一个理性的人可能不只是把钱包交给陌生人，Barbu说。

研究人员用这个数学框架来定义三种类型的机器人。0级机器人只有物理目标，不能进行社会性推理。1级机器人有物理和社会目标，但假设所有其他机器人只有物理目标。1级机器人可以根据其他机器人的物理目标采取行动，如帮助和阻碍。第2级机器人假设其他机器人有社会和物理目标；这些机器人可以采取更复杂的行动，如加入到共同帮助中。

评估模型

为了了解他们的模型与人类对社会互动的看法，他们创建了98 个不同的场景，机器人位于0 级、1 级和2 级。12个人观看了196个机器人互动的视频片段，然后被要求估计这些机器人的身体和社会目标。

在大多数情况下，他们的模型与人类对每一帧中发生的社会互动的看法一致。

我们有这种长期的兴趣，既要为机器人建立计算模型，也要更深入地挖掘其中的人类方面。我们想从这些视频中找出人类是用什么特征来理解社会互动的。我们能不能对你识别社会互动的能力做一个客观的测试？也许有一种方法可以教人们识别这些社会互动并提高他们的能力。巴布说：“我们离这个目标还有很长的路要走，但即使只是能够有效地测量社会互动，也是一个很大的进步。”

朝着更复杂的方向发展

研究人员正在努力开发一个具有三维代理的系统，在一个允许更多类型的互动的环境中，例如操纵家用物品。他们还计划修改他们的模型，以包括行动可能失败的环境。

研究人员还希望在模型中加入基于神经网络的机器人规划器，它可以从经验中学习，执行得更快。最后，他们希望进行一项实验，收集有关人类用来确定两个机器人是否在进行社会互动的特征的数据。

"希望我们能有一个基准，让所有研究人员都能从事这些社会互动，并激发我们在其他领域看到的各种科学和工程进展，如物体和动作识别，"Barbu说。

这项研究得到了大脑、思维和机器中心、国家科学基金会、麻省理工学院CSAIL系统学习计划、麻省理工学院-IBM沃森人工智能实验室、DARPA成功团队人工社会智能计划、美国空军研究实验室、美国空军人工智能加速器和海军研究办公室的支持。