给孩子一本字帖或画册,一支笔,一张纸,他们就能瞎玩一天;扔给他们几张画,也能 “照葫芦画瓢”。哪怕是从没见过的一幅猫咪简笔画,孩子看一眼就可以落笔:先画一个圆,再来俩三角形的耳朵,然后……
小孩子画画不成问题 | pixabay
但对于机器人来讲,这件事简直太难了。
机器人当然能够“临摹”出和原作一模一样的作品,它能把一幅画看作是平面上分布的墨点,然后再像打印机一样把这些像素点在一张纸上打出来。但是要它拿着笔,照着陌生的临摹对象,用“合理”的笔画轨迹来一遍,就有太多需要判断的事情了:第一笔从哪里开始,又在哪里结束?接下来该怎么办?
笔画顺序对,落笔若有神
在布朗大学,计算机科学家建立了一套算法,尝试“让一个名叫Atsu的机器人像人一样书写”。
机器人临摹的算法模型 | brown university
对于人类来说,看到字,就看到了横竖撇捺,甚至看出个竖折弯钩;看到画,也会迅速拆解成出圆圈、波浪线、三角形等等。临摹对象既是整体,也是局部,经验无形中帮助着我们。研究人员们也从这个思路入手,训练机器人对于画的“理解”。
布朗大学带领这个项目的本科学生小谷敦信(Atsunobu Kotani)说,让这套系统成功的关键,在于算法针对要临摹的图画运用了两套独立的模型。先用一个全局模型,将整个图画看做一个整体,识别出第一笔最可能从哪个点开始。一旦笔画开始,算法便会放大图像,一个像素一个像素地观察图像,决定笔画的走向和长度。当它触及到笔画的结束点,算法再次调取全局模型来决定下一笔从哪里开始,然后再次回到放大模型。如此往复,直到整个图画完成。
机器人写字 | brown university
“一个有手写文字或手画小图的目标图像摆在那里,机器人看几眼,就可以一笔一划很流畅地临摹出来,”小谷说。在他们的算法下训练出来的机器人画出的手稿,可以媲美人类的作品,难以分辨究竟出自人还是机器人。