Роботы и искусственный интеллект

"Я спросила себя: может ли человекоподобный объект двигаться по улицам вместе с нами и тем самым рассказывать о наших взаимоотношениях с пространством и нашей готовности взаимодействовать с тем, что мы в нём находим? – говорит Кейси. – Ещё важнее то, как наши действия следует рассматривать в более широком контексте человеческой взаимосвязанности, которая возникает из-за сложности самого города. Чтобы ответить на эти вопросы, я построила робота".




Робот, впрочем, – это громко сказано. Tweenbot ростом 25 сантиметров представляет собой примитивную машинку без какого-либо управления, которая только и может, что ехать исключительно вперёд с постоянной скоростью. Крайне невысокой.

Пункт назначения робота написан на флаге рядом с призывом о помощи Help me. Таким образом в своих перемещениях по городу Tweenbot целиком и полностью зависит от встретившихся у него на пути пешеходов. Только они, "чужие люди", могут задать роботу правильное направление движения, вытащить его из какой-либо западни, предотвратить для него угрозу.




"Учитывая уязвимость машинки, масштабы города, опасности уличного движения, подозрения в терроризме, а также возможность того, что оказание помощи роботу никого не заинтересует, я первоначально задумала "Твинботов" как существ, которые скорее будут бороться и умирать, а не достигать места назначения. Потому я построила их с минимумом технологий", – вспоминает Кинзер.

На первый тест в прошлом году Кейси вышла с видеокамерой, скрытой в её сумочке. Она поставила "Твинбота" на тротуар и отошла в сторонку, чтобы незаметно для прохожих наблюдать за "неизбежной судьбой" своего детища. Но первые же результаты социального эксперимента оказались неожиданными.




"В течение следующего месяца я провела множество миссий, и всякий раз "Твинботы" успешно добирались от начальной до конечной точки, люди всё время им помогали. Например, если робот застревал под скамейкой в парке или оказывался перед выбоинами на дороге, прохожие всегда спасали его и направляли к заданной цели. За всю серию опытов ни один Tweenbot не потерялся и не был повреждён", – радуется студентка.

Бывало, к примеру, и так, что люди игнорировали указанную на флаге цель "Твинбота", если, по их мнению, движение в данном направлении означало бы для робота опасную ситуацию. Один человек так развернул машинку обратно к отправной точке.




"Наиболее интересным для меня является тот факт, что эта помощь была обусловлена в первую очередь человеческим сочувствием к антропоморфному объекту. Путешествия "Твинботов" каждый раз, когда я их выпускаю в городе, становятся историей о готовности людей к сотрудничеству с существом, которое как в зеркале показывает человеческую уязвимость с её намерением без средств для достижения своих целей справляться в одиночку, – полагает Кейси.

– Поскольку каждая встреча с полезным пешеходом приближает робота на один шаг ближе к достижению его цели, значимость наших случайных открытий и индивидуальные действия каждого из нас перерастают в историю огромного пространства, которое мы сделали меньше для маленького робота".

Adorable.

По сути это "человеческий скелет" с черепом, рёбрами, позвоночником, подвижными запястьями, локтями, коленями и так далее. У него даже имеются нервная и мышечная системы, сообщается в пресс-релизе школы.

Есть у RoboBuffs и другой повод для гордости: по их данным, LARA стал первым автономным андроидом, который совершил перелёт в салоне самолёта гражданских авиалиний, заняв отдельное пассажирское кресло. Это случилось 7 мая, когда команда летела из Хьюстона в Мичиган, где проходил конкурс Robofest, на котором RoboBuffs заняла пятое место.




Ученики (при поддержке фонда EFHC, финансирующего проект) уже занялись оформлением авторских прав и товарного знака (first Lego android) для своего детища, которое они намерены предлагать в качестве сборного комплекта с инструкциями другим школам, чтобы те могли использовать робота в качестве учебного пособия.

Воспользовавшись разработанным эволюционным алгоритмом, ученые создали две предварительно заданные индивидуальности Rity — уживчивую и несговорчивую, а затем сравнили их модели поведения. Процесс эволюции трех тысяч поколений Rity занял около 12 часов (вычисления выполнялись на обычном персональном компьютере). Для того чтобы оценить личностные качества полученных существ, авторы провели серию наблюдений за их реакцией на внешние раздражители, завершившуюся вполне успешно: каждый из персонажей взаимодействовал с миром в своем уникальном стиле.

Воздействовать на Rity можно с помощью компьютерной мыши, камеры и микрофона; всего авторы предусмотрели 47 различных типов такого воздействия (к примеру, одинарный щелчок по изображению Rity воспринимается существом как поглаживание, а двойной — как удар). Реакция виртуального персонажа зависит от его внутреннего состояния, которое вычисляется на основе трех переменных: мотивации, эмоции и гомеостаза. Эти переменные могут принимать 14 (по количеству хромосом) значений: для мотивации характерны состояния любопытства, дружелюбия, скуки, избегания, жадности и желания руководить; гомеостаз включает в себя состояния усталости, голода и сонливости; среди доступных эмоций выделены радость, печаль, гнев, страх и нейтральное состояние.

Внутренняя система принятия решений обрабатывает входящую информацию и вычисляет 14 числовых значений, соответствующих вышеуказанным состояниям, а затем отправляет их в модуль выбора модели поведения. Здесь происходит определение ответной реакции Rity, основанное на вероятностных механизмах (неразумные модели с высокой вероятностью отбрасываются, а рефлекторные реакции, имитирующие инстинкты животного, обрабатываются максимально быстро).

В ближайшие планы исследователей входит соединение концепции генотипа с процессом накопления опыта в каждом поколении. В будущем они также надеются провести классификацию разных моделей поведения и вывести стройную структуру искусственного генома.

Полная версия отчета ученых опубликована в журнале IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics — Part C: Applications and Reviews.
_//ieeexplore.ieee.org/xpl/RecentIssue.jsp?punumber=5326
Подготовлено по материалам Physorg.

Своё настроение и состояние (восторг, удивление, грусть, неприязнь и так далее – всего семь) робот демонстрирует, используя мимику, жесты и, можно сказать, позёрство. Разработчики называют это "взаимодействие с людьми через язык тела".




Нужно сказать, что лаборатория Таканиси, действующая при университете Васеда (Waseda University), нам хорошо известна: именно в её стенах были созданы робот-флейтист, механизм, делающий лечебный массаж лица, устройство, которое само мнётся лицом человека, а также робот, говорящий действительно по-человечески.

А значит, машина не должна принести с собой микробов земных. Да и в нынешних тестах "деликатность" не помешает. Ведь озеро Бонни связано с ледником Тейлора (Taylor Glacier). А он известен своим феноменальным кровавым водопадом, поставляющим с большой глубины бактерии, находившиеся в изоляции от внешнего мира 2 миллиона лет.




Фактически ENDURANCE — это доработанный и переименованный хорошо нам известный интеллектуальный робот DEPTHX, детище компании Stone Aerospace, построенное при участии спецов из института робототехники университета Карнеги-Меллона (Robotics Institute of CMU).

Главная особенность аппарата — способность к самостоятельной навигации подо льдом, к выполнению "полётного задания" (по сбору научных данных) и автономному возвращению к проруби, через которую его опускали.

В 2007-м DEPTHX нырнул на дно самого глубокого на планете естественного колодца, составив его карту. А вот теперь робот проявил себя с самой лучшей стороны в куда более суровых условиях.

В минувшую зиму он провёл несколько десятков погружений на озере Бонни. Для чего учёным пришлось протопить в пятиметровом льду колодец диаметром более 2 метров (сам круглый робот имеет диаметр 2,13 м). Только на создание этого отверстия ушло три дня. Вокруг была установлена платформа для крана (в воздухе ENDURANCE весит 1,3 тонны), прикрытая палаткой — Bot House.

Отсюда подводный робот и стартовал в свои вылазки, продолжавшиеся месяц. И хотя для страховочного контроля за ним (это всё же ещё тесты) учёные применяли длинный оптоволоконный кабель, машина действовала исключительно под управлением бортового интеллекта, совершая разведку на большом удалении от проруби (в сотни метров) и на приличной глубине. Общий же путь под водой в каждом таком погружении составлял от 1 до 2 километров.

Аппарат записывал показания температурного, химических и биологических датчиков в разных точках и наносил их на свою карту. Тем самым, кстати, он внёс колоссальный вклад в изучении самого озера, в котором раньше учёные лишь делали крошечные проруби, опуская на тросе набор сенсоров. При солидных размерах водоёма это не слишком продуктивно.

Возвращаясь, робот использовал собственный комплекс навигации и память своих перемещений, а на конечном этапе — применял камеру для визуального поиска проруби и всплывал точно по её центру, не касаясь стенок.

"Когда он появлялся в отверстии во льду, это был самый впечатляющий момент для меня", — делится своими переживаниями профессор Питер Доран (Peter Doran) из университета Иллинойса в Чикаго, научный руководитель всего проекта ENDURANCE. Ныне Доран подводит итоги зимней экспедиции, и итоги эти радуют.




О проекте, к слову, мы детально рассказывали. И тогда мы, в частности, говорили, что вслед за DEPTHX/ENDURANCE нынешнего образца участники проекта намерены создать новый ENDURANCE, значительно более компактный, лёгкий и более умный, а это должно явиться следующим шагом на пути таких подводных машин к далёкой Европе.

Интересно, что первый сезон не обошёлся без неожиданностей. Так, тёплая погода привела к усилению таяния ледника Тейлора, который дал сильный выброс воды в озеро. В результате в самом озере вода помутнела, так что видимость порой падала до 30 сантиметров. Из-за этого не удалось провести видео— и фотосъёмку подводной части ледника. Но в следующем сезоне учёные рассчитывают выполнить и эту задачу.

Также никто не предвидел воздействие насыщенных газом вод озера на аппарат — на его поверхности образовывались мириады микропузырьков, увеличивающие плавучесть робота. Так что, дабы компенсировать этот эффект, инженерам пришлось поставить в машину дополнительный комплект аккумуляторов, подняв её массу.

Но все эти трудности — хороший тест для проекта, имеющего "космический" прицел.

Эта фирма в прошлом году получила сертификат от Книги рекордов Гиннеса (Guinness World Records), подтверждающий, что её робот – самый маленький в мире гуманоид, производящийся серийно (ранее этот титул носил андроид i-SOBOT ростом 16,5 см).

Как видите, BeRobot – машинка интересная. Обладая 16 степенями свободы (у "Собота" 17), робот, по словам разработчиков, может показать 65 536 движений на шести разных скоростях: танцевать, играть в футбол и так далее.

"Скелет" андроида сделан из алюминиево-магниевого сплава, который легче и прочнее пластика, в этой связи GeStream заявляет, что её робот – легчащий гуманоид в мире (его вес 250 граммов против 340 у "Собота").

BeRobot оснащён гироскопом, ультразвуковым датчиком, сенсором, фиксирующим падение, микрофоном и динамиком. Машинкой можно управлять не только с ПДУ, но и по телефону через Bluetooth, а также "обучать" и программировать. Никель-металлогидридные батарейки AAA должны обеспечить два часа беспрерывной работы.

GeStream сообщает, что BeRobot может быть использован не только в развлекательных, но и в образовательных и даже в исследовательских целях, если его "проапдейтить" до профессиональной версии.

BeRobot продаётся и в виде конструктора. У себя на родине коротышка стоит 16 тысяч новых тайваньских долларов, то есть примерно $500. "Собот" ощутимо дешевле.

Рост бота "Ниномия-кун" около метра, весит он 25 кг. Размещённые на специальном стенде книги машина читает благодаря глазам-камерам и программному обеспечению. Компьютер, находящийся в "рюкзаке" на спине робота, переводит текст в устную речь, а воспроизводит её синтезатор голоса. Пока это элементарные тексты: на презентации в Китакюсю 11 июня "философ" читал сказки.




В настоящее время Ninomiya-kun способен распознать 2300 иероглифов на кандзи, хирагане и катакане. Воспринимать более сложные символы робот научится в будущем и тогда станет читать книжки детям и пожилым людям.

Ранее мы рассказывали о роботе-сканере, многократно ускоряющем оцифровку библиотек, и первой книге, которая читает сама себя.

"Конечно, можно создать два десятка роботов, каждый из которых будет делать что-то одно, но это очень дорого", - говорит Вей Мин Шень, директор Лаборатории полиморфной робототехники при Университете Южной Калифорнии.

По его словам, даже в конце проекта Superbot вряд ли сможет превращаться в грузовик или боевой истребитель, подобно киношным "Трансформерам", однако именно Superbot может стать первым реально существующим образцом адаптивного механизма, умеющего подстраиваться под меняющиеся условия без внешнего вмешательства, либо в зависимости от работы, которая будет на него возложена.

Пока Superbot умеет превращаться в 2-, 4- или 6-ногого организма, либо в нечто похожее на змею, передвигаясь за счет боковых усилий. При минимальном дооснащении колесами, он способен превратиться в примитивный аналог автомобиля в миниатюре. "Если ему нужно куда-то взобраться, то он может вырастить ноги, если надо быстро спуститься, то он легко примет форму шара и скатится", - говорит Шень.

До сих пор подобные роботизированные модели существовали лишь в лабораторных условиях, однако в прошлом году (также в США, в штате Пенсильвания) прошло первое практическое испытание многоцелевого робота, способного видоизменяться.

Отличие новой модели состоит в том, что она фактически состоит из десятков минироботов-блоков, каждый из которых способен "общаться" с другим и координировать свои действия при помощи инфракрасной или радио-связи. Модули постоянно поддерживают связь друг с другом и "видят", что происходит у соседа, поэтому блоки-руки становятся именно руками робота, а не его ногами.

"У нашего робота нет центрального мозга. В одном из демонстрационных показов робот просто сгруппировался и разъединился на две змеи, каждая из которых существовала отдельно от другой", - говорит Шень.

Разработчики машины говорят, что кроме НАСА, курирующего проект, роботом заинтересовались и несколько других ведомств, которым пришлась по душе идея самовосстанавливающегося робота. "Мы получили гранты от Агентства DARPA, ВВС США, Армии США и Национального научного фонда", - рассказывает ученый.

Единственным серьезным ограничением Superbot'a на сегодня является сложность самой процедуры трансформации из одной формы в другую. "Здесь требуется разработка сложной системы искусственного интеллекта, которая позволит роботу принимать сложные решения по смене форме. Нужно сказать модулям как именно необходимо трансформировать в той или иной ситуации", - говорит Шень.

Один из вариантов - взглянуть на биологические аналоги этих процедур. Разработчики сейчас прорабатывают концепцию "цифровых гормонов", которые будут выполнять примерно те же функции, что и гормоны химические в организме людей - координировать те или иные процессы.

"В будущем на базе таких суперботов можно будет создавать больше космические станции или отправлять роботов на изучение других планет", - говорят авторы идеи.