Почему роботам снами так сложно?
- Робот в сети вещей Женоподобный робот AILA выстроен в ходе проекта SemProM, ориентированного на создание «сети вещей». В случае если любой предмет в отечественном быту сможет иметь сетевой адрес, роботам значительно легче будет ориентироваться в пространстве человека.
До тех пор пока AILA трудится с информацией, считанной с меток RFID
Робот Snackbot, созданный в стенках американского университета Carnegie-Mellon (Питтсбург) — умилительная штуковина, но не из тех, что способна поразить воображение. Данный «полуандроид», коим он официально числится в публикациях разработчиков, перемещается на колесах, не оснащен хитроумными руками-манипуляторами и не имеет мимики, если не считать переливающуюся огоньками щель, изображающую рот.
Snackbot разъезжает по комнатам и коридорам университетских строений, везя перед собой лоток со снэками, среди которых как продукты «мусорной диеты» типа шоколадных чипсов и батончиков, так и «здоровое питание» в виде фруктов и орехов. Робота-разносчика возможно позвать письмом по email либо через программу мгновенных сообщений, он кроме этого предложит вам угощение, случайно повстречав вас в коридоре либо подкатив прямо к рабочему месту.
Так что на первый взгляд Snaсkbot мало чем отличается от недорогих роботизированных игрушек, наподобие тех, что производит гонконгская компания WowWee. Но все не так легко. Колдун-обманщик
Выясняется, катающийся по коридорам разносчик снэков есть главным элементом одной из программ по изучению робота и взаимодействия человека (HRI, Human-Robot Interaction). В случае если перевести эту абстракцию на бытовой язык, речь заходит о том, дабы изучить, как прислуживающие людям автомобили способны органично вписаться в обычный человеческий быт. Не будут ли их опасаться, проигнорировать, обманывать?
В данной связи разработчики программы Snackbot исповедуют так называемый холистический подход, другими словами их цель — не создание робота как такового, каким бы умелым и смышленым он ни был, а разработка роботизированного сервиса, с учетом его функциональности и полезности. Snackbot — это не просто колесная подставка для лотка с офисными вкусняшками — в ходе выдачи еды он вступает в коммуникацию с людьми, о чем-то задаёт вопросы, что-то предлагает. Как научить робота верно общаться с человеком?
Оказывается, для этого человека нужно одурачить. В практике разработки машинно-людской коммуникации существует понятие «опыт Колдуна страны Оз» («Колдуна Изумрудного города» по-отечественному). Эта разработка содержится в том, что испытуемый вступает в диалог с роботом, полагая, что общается с независимым существом.
На самом же деле ответ роботу «подсказывает» скрытый от глаз испытуемого экспериментатор. Суть для того чтобы опыта в первую очередь в том, дабы узнать, чего ожидает от автомобили человек и чего роботу не достаточно в ситуации общения, где он может спасовать. На первых этапах изучений Snackbot разъезжал по Университету Карнеги-Меллон и предлагал собственные угощения, обращаясь к людям речью скрытого оператора, что был подключен к роботу посредством Skype. Выяснилась, например, занимательная вещь.
В то время, когда взрослый говорит с ребенком, он пытается подстроиться под его неразвитый интеллект и мелкий словарный запас. Но общаясь с роботом, люди, в полной мере отдававшие себе отчет в интеллектуальной и речевой ограниченности собственного визави, всячески старались поставить машину в тупик.
К примеру, в то время, когда Snackbot задавал вопросы собеседника: «Ты тут в первый раз?» — человек вместо несложного утвердительного либо отрицательного ответа довольно часто произносил что-то наподобие «Я тут был множество раз, но ни разу тебя не видел». Кое-какие люди, наоборот, старались свести к минимуму словесное общение с машиной, используя вместо язык жестов либо легко забирая закуску из лотка. Сорри, господин
Разработчики программы Snackbot экспериментировали с высотой робота-разносчика, поставив испытания с моделями высотой 112, 128 и 142 см. Не обращая внимания на то что мысль робота в человеческий рост была отброшена изначально (чтобы машина не смотрелась пугающе), участники опыта по большей части предпочли общение с самой высокой моделью — им нравилось устанавливать со Snackbot зрительный контакт. Роботы невысокого роста, наоборот, приводили к неприятию: они казались испытуемым эдакими сервильными ничтожествами.
Простецкое лицо Snackbot со светящейся в момент беседы щелью на месте рта и круглыми «глазами» без излишних натуралистических подробностей — вовсе не недочет дизайнера, а итог поисков самая подходящей для общения с человеком наружности. Сохраняя андроидность, робот не должен наряду с этим вызывать излишних иллюзий по поводу его интеллектуальных свойств. Еще одна серия опытов была поставлена с участием робота Snackbot, и второй автомобили, носящей имя HERB.
Последняя выстроена на колесной базе Segway, не владеет андроидной наружностью, но оснащена рукой-манипулятором. Примечательно, что опыты над испытуемыми проводились в отсутствие яркого контакта с роботами. Группе людей были продемонстрированы видеоролики, в которых некоторый слишком общий Крис просил у одного из роботов принести, скажем, банку колы.
И робот допускал неточность. К примеру, приносил вместо колы апельсиновый напиток либо вовсе заявлял, что среди многих банок ему тяжело найти как раз колу. Дальше робот демонстрировал различные виды реакций на собственную же неточность. Он просил прощения, либо предлагал компенсацию (банка напитка безвозмездно), либо давал на выбор вместо колы что-то еще.
Испытуемые, просматривавшие ролики, должны были оценить по определенной шкале такие параметры, как «доверие к роботу», «удовлетворенность услугой», «желание воспользоваться услугой снова» и т. д. Иными словами, рассматривались различные стратегии смягчения впечатления от сделанной машиной неточности. В следствии, к примеру, стало известно, что для одноразовой услуги (к примеру, робота-экскурсовода в музее) предпочтительнее стратегия компенсации (бонуса), а для систематично оказываемой услуги (робот-продавец, робот-медсестра) ответственнее извинения и предложение клиенту удачной альтернативы. Робот, стань собакой!
Опыты в Университете Карнеги-Меллон, как несложно подметить, направлены не столько на создание идеальной автомобили, сколько на изучение людской реакции в вероятном с ней общении. Но какова цель этих игр с роботом-разносчиком? Цель в полной мере прагматична.
в один раз, подобно тому как это произошло в свое время с компьютерной техникой, роботы прекратят быть игрушкой посвященных и «выйдут в люди». Потомки Snackbot а в недалеком будущем смогут стать, к примеру, трудящимися целыми сутками санитарами в поликлиниках и ассистентами в зданиях старых. И общаться им придется вовсе не со студентами компьютерных факультетов и гуру робототехники, а с простыми людьми, время от времени больными и ослабленными.
Еще до эры роботов человечество отыскало верных, умелых и бессловесных ассистентов для немощных в лице животные. Собаки, намерено подготовленные для помощи калекам, могут делать фантастические вещи — по команде они открывают двери, шкафы, выдвижные коробки комодов и приносят в зубах все, что нужно хозяину. Для подобных же целей тренируют, к примеру, мартышек-капуцинов.
Отталкиваясь от этого опыта, сотрудники Технологического университета штата Джорджия (США) решили не придумывать заново стратегию коммуникации робота-ассистента с занемогшим человеком, а практически скопировать навыки животного в действиях созданной ими автомобили называющиеся El-E. Мысль выстроить робота, что имел возможность воспроизводить хотя бы умения профессионально тренированной собаки либо мартышки, очень привлекательна: механически несложная машина при массовом производстве имела возможность бы появляться существенно дешевле (и долговечнее) дрессированного четвероногого.
Но тут кроется и основной вызов: таковой робот должен быть универсальным в смысле свойства легко ориентироваться в любом окружении, распознавая, скажем, в выдвижном коробке выдвижной ящик независимо от дизайна и модели комода. Человек с этими задачами справляется «на автомате»; продемонстрировать собаке, где дверь, а где шкаф, сложнее, но ненамного. Для робота же (а правильнее говоря, для встроенного в него ПО) распознавание однотипных, но по-различному выглядящих предметов — серьезнейшая неприятность, требующая разработки хитроумных методов. Мозг робота кипит в кабине лифта
Для этого несколько исследователей под управлением Эндрю Энга, доктора наук компьютерных наук из Стэнфордского университета, уже пара лет занимается изучениями, каковые имели возможность бы привести в удивление любого, кто верит во всемогущество роботов. Экспериментируя с платформой STAIR (сокращение, складывающаяся в британское слово «лестница», обозначает «Стэнфордский робот с? ИИ»), ученые заставляют машину обнаружить и ? захватывать манипулятором рюмки и кружки, открывать ручки дверей и? нажимать кнопки лифтов. Но без этих несложных навыков создание по-настоящему независимого робота, что сможет ориентироваться в любой незнакомой среде, попросту нереально.
Стэнфордские исследователи трудятся над методами, разрешающими роботу выявить функцию объекта и ? манипулировать им, не имея в памяти предварительно заданной 3D-модели. Таковой метод кроме этого запланирован на то, что в ходе распознавания, скажем, дверных ручек с разным дизайном и предполагающих различные типы манипулирования (перемещение вверх, вниз либо вращение) робот самостоятельно обучается, неспешно улучшая собственные навыки.
То же касается работы с панелями кнопок в лифтах ?- кнопки с номерами этажей смогут размешаться в один, два и более последовательностей, рядом с ними находятся блоки запасных кнопок (вызов диспетчера, вентиляция, открывание дверей, «движение» и т. д.) — другими словами, в этом изобилии и человеку-то не всегда . Посредством камеры, трехмерных алгоритмов и лазерных сканеров, выстроенных на вероятностных моделях, машина определяет, для чего и на что именно нужно нажимать, по окончании чего пускает в движение руку -манипулятор.
К примеру, дабы надавить нужную кнопку в лифте, робот сперва определяет на отснятой камерой двухмерной картине границы кнопок, а после этого пробует картографировать кнопочную панель, стараясь выделить функциональные блоки и?«осознать», в какой части панели расположены кнопки, говорящие о этажах. Потом идет оптическое распознавание маркировки кнопок, что кроме этого непросто в? условиях не сильный освещенности кабин и? при разнообразии шрифтов и фонов.
Наконец, выбрав нужную кнопку, робот нажимает ее. Набираясь опыта, он неспешно пополняет собственный багаж знаний, а также отсутствие кнопки 13-го этажа в некоторых строениях уже не ставит его в тупик. Ну что с ними сделаешь, с ? этими суеверными людьми!
Большое количество математики, мало психологии
Персональные роботы, механические слуги — давешняя мечта человека, которая на данный момент очень близка к воплощению
Роботизированные пылесосы а также забавный кроха Roboscooper, могущий навести порядок в детской, уже поступили в продажу, но это только «первые ласточки» и до тех пор пока еще не совсем то, чего хотелось бы нам. Но будущее выглядит в полной мере радужно — проектов по созданию персональных ассистентов множество, и они удачно развиваются.
Но в случае если, скажем, на производстве роботы в далеком прошлом превзошли человека по быстроте реакции и?точности перемещений, то в быту ни микронная точность, ни быстрая реакция не требуются. Тут значительно серьёзнее обучиться распознавать несложные предметы и проводить с ними несложные манипуляции. Для этого не требуется придумывать никакого нового «железа»: руки-манипуляторы, камеры, инфракрасные сенсоры, лазерные 3D-датчики в далеком прошлом существуют и стоят недорого.
Прогресс в данной области зависит по большей части от работы математиков, задача которых — создать максимально верные модели, разрешающие роботу корректно «обсчитать» поступающую от сенсоров данные. Вторая неприятность ?- выработка верных поведенческих моделей, причем, дабы научить робота нравиться человеку, нужно в первую очередь осознать, чего люди желают от роботов.
Гамма чувств
Мимика андроида должна быть ясной, но не через чур реалистичной.
Как мы знаем, роботы, через чур похожие на людей, выглядят для нас пугающе, подобно «живым мертвецам» (отыщем в памяти принцип «Ужасной равнины»).
На фото пара мимических фаз лица робота, созданного в Университете штата Айова под управлением доктора наук Алекса Стойчева.
Работы Стойчева нацелены на разработку автомобилей с саморазвивающимся и ?самообучающимся ИИ.
Робот-совок
От милых и ненужных электронных динозавров компания WowWee перешла к? созданию домашних роботов с ограниченной функциональностью.
Roboscooper может проводить что-то наподобие уборки? — к примеру, собирать
с пола и ?отвозить в?заданное место разбросанные ребенком игрушки.
Камеры и датчики робота выявят размеры и положение предметов, после этого руки-манипуляторы захватывают их и погружают на транспортную платформу.
К нам приехал автомат
- Snackbot
Snackbot создан междисциплинарной группой исследователей из Университета Карнеги-Меллон. В нее входят как эксперты по программированию и?робототехнике, так и психологи, исследующие законы людской поведения.
Робот сконструирован так, дабы трудиться как в всецело независимом режиме, так и под дистанционным управлением со стороны оператора, причем в опытах задействуются оба режима.
Snackbot — это не только платформа для опытов, но и в полной мере трудящийся сервис — автомат с элементами ИИ.
Статья размещена в издании «Популярная механика» (№102, апрель 2011).
<
h4>