ќт андроидов к Robo Sapiens?

20.04.2008, 14:01
јвтор: ¬ладимир –оманченко (sai@3dnews.ru)



IT-байки: ќт андроидов к Robo Sapiens?
"Ћюд€м редко - а может быть, никогда - удаетс€ придумать Ѕога, действительно сто€щего над ними. ” большинства богов манеры и мораль испорченного ребенка".

ƒа прост€т строгие читатели эту фривольную цитату из книги "ƒостаточно времени дл€ любви, или ∆изни Ћазаруса Ћонга" покойного –оберта ј. ’айнлайна, но, получаетс€, не так-то просто начать разговор о том, что люди всЄ чаще и чаще вторгаютс€ в традиционную область категории "божьего промысла". ƒаже когда речь заходит о простых и пон€тных вещах вроде атомной бомбы, поворота рек или техногенном изменении климата. „то уж там говорить, когда человек норовит создать существо по своему образу и подобиюЕ

ќбраз и подобие. ѕо-хорошему, сам по себе Homo Sapiens ещЄ изучен не до конца, а уж его предназначение или, если хотите, его ћисси€ Ц и подавно. ƒаже оставив в стороне вопросы морали, ƒобра и «ла, следует признать, что универсальнее человеческого существа ничего в природе не встречаетс€. “от же дедушка ’айнлайн (к слову, законченный индивидуалист) в вышеупом€нутой книге так отзывалс€ о сущности человеческой универсальности:

„еловек должен уметь переменить пеленку, спланировать план вторжени€, заколоть свинью, вести корабль, построить дом, написать сонет, подвести счета, построить стену, сн€ть м€со с костей, утешить умирающего, отдать приказ, выполнить приказ, действовать вместе и в одиночку, решать уравнени€, анализировать новую проблему, разбросать навоз, запрограммировать компьютер, приготовить вкусное блюдо, битьс€ и победить, и умирать с достоинством.


—пециализированны лишь насекомые.

 аждый из нас может соглашатьс€ с этим "списком человеческих фич" или не соглашатьс€, но каждый может примерить список на себ€ и сделать выводы о собственной универсальности. »ли "насекомости". “езис о "насекомости", то есть специализированности (привет офисному планктону!), разумеетс€, в какой-то степени шутка, но, согласитесь, перед тем как создавать себе подобных или даже лучших, дл€ начала есть смысл разобратьс€ в самих себе.

ќднако вернЄмс€ к сути. „еловечеству, освоившему массовое производство роботов-пылесосов, научившему машины справл€тьс€ с комбинационной логикой шахмат и даже имитировать рукопожатие и женский вокал, можно гордитьс€ достигнутым, но говорить о создании себе подобного рановато. ѕричин тому много, но даже если не вспоминать о далЄких от совершенства имитаторах человеческих чувств, мимики, жестов и движений, остаЄтс€ главна€ проблема Ц имитаци€ де€тельности человеческого мозга.  оторый, несмотр€ на очевидное несовершенство и непредсказуемость, пока что €вл€етс€ неоспоримым условием той самой человеческой "универсальности".

’отелось бы, конечно, ещЄ немного помыслить на тему "зачем всЄ это нужно Ц имитировать человека", да, пожалуй, не сегодн€; самое врем€ перейти к свежим фактам. ћы уже неоднократно писали о том, что такой-то профессор в таком-то университете добилс€ точнейшей имитации свойств человеческой кожи и мимики лица, а такой-то исследовательский коллектив при такой-то компании научил робота играть на трубе. ќчевидно, что финансировать подобные разносторонние разработки из "одного кармана" дл€ создани€ законченной "модели человека" не так-то просто.   тому же, собрать в одном месте в единый коллектив множество специалистов самых разных областей науки и техники дл€ создани€ более-менее правдоподобного "человекоимитатора" достаточно проблематично.

The RobotCub Project ¬от почему в сент€бре 2004 года по инициативе р€да европейских научных школ и под патронажем ≈врокомиссии был создан глобальный консорциум The RobotCub Project. ѕрежде чем подойти к новостной сути сегодн€шней статьи, немного расскажу о самом проекте, оно того заслуживает.

√лавной научной целью консорциума The RobotCub Project изначально определили "исследование когнитивной (обучаемой) манипул€ции (жестикул€ци€, имитаци€ движений, взаимодействие с помощью системы жестов), воспри€тие окружающей среды, передвижение и даже некоторое ассоциативное воспри€тие человеческой речи. √лавной инженерной целью стало создание "гуманоидной платформы, общеупотребительной дл€ всего научного сообщества".

√овор€ проще, задуман своеобразный всепланетный открытый (!) стандарт на унифицированные узлы и компоненты дл€ построени€ человекоподобных роботов. „еловекоподобных именно во всех аспектах, включа€ столь деликатные, как алгоритмы самообучени€ и прин€ти€ решений на основе самосто€тельных выводов ("умозаключений").

Ќынче в консорциум входит 16 партнЄров - одиннадцать из стран ≈вропы, три из японии и два из —Ўј.  оординаци€ проекта осуществл€етс€ ”ниверситетом √енуи (University of Genoa), основное финансирование производитс€ ≈врокомиссией. —ейчас на развитие проекта затрачено 8,5 млн евро, что выразилось в 1651 человеко-мес€цев или 138 человеко-лет.

iCub

Ќа первом этапе проекта учЄные не стали замахиватьс€ на максимум и, осознава€ уровень сегодн€шних технологий, и окрестили проект Humanoid Baby-robot iCub. “о есть, при всей амбициозности проекта, iCub пока больше "гуманоидный робот-ребЄнок", чем имитаци€ взрослого человека, со всеми вытекающими отсюда скромными требовани€ми к интеллектуальным, самообучающимс€, двигательным и другим функци€м системы. —оответствующим выбран и рост бэби-робота iCub, который составл€ет всего 94 сантиметра Ц примерно как у 3-летнего ребЄнка.

—хема iCub

—реди других, заранее определЄнных возможностей бэби-робота, стоит упом€нуть степень свободы 53∞, в том числе, дл€ кистей "рук" с шарнирными пальцами, используемых дл€ манипул€ций и жестикулировани€. –обот должен, как минимум, ползать и садитьс€, самосто€тельно переход€ из одного состо€ни€ в другое и наоборот.

Ќаконец, всЄ, что касаетс€ этого робота, должно распростран€тьс€ на основе общедоступной лицензии GPL/FDL (то есть с возможностью распространени€ и модификации, но с оставлением прав за автором и с требованием распространени€ модифицированных произведений по той же лицензии), в том числе, программное обеспечение, все аппаратные узлы и средства, чертежи, эскизы, документаци€ и так далее.

√лаза iCub

— ключевыми элементами основных "органов чувств" определились ещЄ на первом этапе спецификаций: "глазами" дл€ iCub служат миниатюрные цветные 640x480 сенсоры.

¬ качестве "ушей" примен€ютс€ стандартные миниатюрные электретные микрофоны.

—енсоры iCub

"ќрганами ос€зани€" и чувствительными элементами "кожи" робота призваны стать несложные крохотные (0,67 мм) датчики силы и момента взаимодействи€, при этом дл€ кончиков пальцев должны примен€тьс€ сенсоры трЄхмерного типа, а в суставах Ц с возможностью измерени€ крут€щего момента.

ћанипул€торы iCub

«начительное внимание также придаЄтс€ использованию гиро- и инерционных сенсоров.

—борка iCub

 аркас конструкции со всей этой обв€зкой датчиков, сенсоров, двигателей и других электромеханических элементов, безусловно, €вл€етс€ важным и необходимым дл€ подобного проекта. » всЄ же главное в разработке iCub Ц это уникальный программно-аппаратный комплекс, способный обучатьс€ по мере развити€ бэби-робота и обладающий хоть какими-нибудь задатками интеллекта. ¬идите, на схеме ниже упоминаетс€ даже филогени€ - биологическа€ наука о родственных взаимоотношени€х разных групп живых организмов.

ѕќ iCub

“аким образом, перед научным сообществом была поставлена задача: "научить" платформу iCub основным "навыкам" по тому же принципу, по которому дети постигают мир Ц методом проб и ошибок, путЄм самосто€тельного обучени€. ¬от здесь мы подошли к самому интересному в сегодн€шнем рассказе о проекте iCub. ѕолгода назад, в сент€бре 2007 года, в лаборатори€х были созданы, протестированы и отлажены первые прототипы бэби-робота. ќдновременно с этим между научными группами, вход€щими в консорциум The RobotCub Project, был объ€влен конкурс, призванный вы€вить наиболее перспективные направлени€ улучшени€ стандарта, наиболее интересные модели его применени€ и определить, каким группам есть смысл выделить финансирование на дальнейшие углублЄнные разработки и исследовани€. —овсем недавно были подведены итоги этого конкурса, вы€влены победители и определены услови€ нового конкурса RobotCub.

ќдним из шести победителей конкурса RobotCub стал »мперский колледж науки, техники и медицины при Ћондонском университете (Imperial College London), учЄные которого работали над одной из наиболее животрепещущих тем Ц поиском путей переноса принципа работы "зеркальных нейронов" человеческого мозга в цифровую форму. «еркальные нейроны, открытые в начале 1990-х годов Ц это особый класс нервных клеток, этака€ триггерна€ пам€ть жизненного опыта, попыток оценить физическое поведение других людей. »менно благодар€ зеркальным нейронам человек может распознавать намерени€ и эмоции других людей.

¬ то же врем€, друга€ группа исследователей из барселонского ”ниверситета (Universitat Pompeu Fabra (UPF)) провела успешные исследовани€ и разработку интегрированной антропоморфной нейроморфической системы, котора€ станет одним из ключевых элементов когнитивной (обучаемой) архитектуры "интеллекта" iCub.

≈щЄ одни финалисты конкурса Ц группа из парижского ”ниверситета ѕьера и ћари  юри (Université Pierre et Marie Curie) - занималась исследованием моторных и динамических систем дл€ обеспечени€ полного контрол€ над "телом" iCub (перефразиру€ такое трудное определение на человеческий €зык, € бы назвал это прообразом "вегетативной нервной системы роботов").

–азработкой обучающих навыков дл€ "опорно-двигательного аппарата" системы занимались учЄные из ћюнхенского технического университета (Technischen Universität München), им удалось достичь определЄнных успехов в обучении iCub основным двигательным движени€м.

√руппа исследователей из Ќационального центра научных исследований (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) и Ћионского университета Ћюмьера (Université Lumiere Lyon) занималась разработкой концепции распределЄнных "мыслительных процессов" и самоанализа поведени€ робота-гуманоида в зависимости от сложившейс€ ситуации. »менно этот процесс происходит в наших мозгах при анализе и планировании последующих действий дл€ каждой жизненной ситуации или в попытке пон€ть и предугадать действи€ окружающих.

Ќаконец, ещЄ одна команда исследователей из Ѕлижневосточного технического университета (Middle East Technical University, METU) в јнкаре, “урци€, сфокусировала внимание на острейшей и практически эксклюзивной проблеме Ц €зыковому обучению системы iCub, его способности ассоциировать окружающие объекты и образы с вербальными (устными) словоформами и звуками. “о есть фактически они разрабатывали сенсомоторику всего речевого тракта Ц от воспри€ти€ до воспроизведени€, что станет основой дл€ "общени€" системы iCub с внешним миром.

iCub в сборе

¬ насто€щее врем€ система iCub представл€ет собой почти метрового робота с достаточно шустрыми "руками" и вполне "осмысленными" движени€ми головы и глаз. ”же на нынешнем этапе робот обладает неплохим "слухом", "ос€занием" и способен ползать на четвереньках, а также сидеть выпр€мившись. Ћюди, работающие над "внутренним миром" iCub, делают всЄ возможное, чтобы робот мог воспринимать внешний мир, анализировать его про€влени€ и взаимодействовать с ним на основе имеющегос€ "жизненного опыта" Ц примерно как маленькие дети, которые накапливают знани€ об окружающем мире путЄм проб и ошибок, путЄм подражаний и копировани€ поведени€ окружающих. »нтересный видеоролик, сн€тый недавно на конференции CogSys 2008 ¬  арлсруэ и иллюстрирующий попытки iCub научитьс€ стучать на барабанах в так музыке, можно скачать здесь (4,8 ћб).

ќсновным плюсом системы iCub в консорциуме Robotcub считают модульную сущность аппаратных и программных элементов проекта. –аспределение труда над различными элементами даЄт возможность ускорить развитие проекта, плюс, гибко измен€ть или замен€ть отдельные элементы в случае необходимости. Ѕолее того, модульный дизайн проекта позвол€ет заниматьс€ разработкой разных элементов системы большому числу независимых разработчиков, благо, чертежи, исходные коды ѕќ и техническа€ документаци€ iCub бесплатны и доступны каждому желающему. ѕр€мо как Linux.

„то касаетс€ следующей фазы разработки платформы iCub, участники проекта разумно договорились не измен€ть уже имеющийс€ дизайн аппаратных и механических компонентов на прот€жении как минимум ближайших 18 мес€цев, благо, надо "софтом" ещЄ работать и работать.

iCub

“ем более, что по достижении определЄнных успехов в самообучении системы, предполагаетс€ вложить в "интеллект" iCub некоторые "врождЄнные" навыки Ц если хотите, можно называть их врождЄнными инстинктами, а это уже совершенно другой уровень исследований.   числу таких "врождЄнных инстинктов" можно отнести, например, способность отслеживать перемещение объектов визуально или с помощью "слуха", с некоторыми элементами прогнозировани€ пункта назначени€ перемещающегос€ объекта. ѕомимо этого, бэби-робот iCub также научитс€ определ€ть своЄ местонахождение и визуально ориентироватьс€ в пространстве.

» всЄ же важнейшей ключевой целью, поставленной перед разработчиками, €вл€етс€ обучение робота iCub достигать определЄнной точки. »меетс€ в виду, что на текущем этапе, который продлитс€ примерно до окт€бр€ 2008 года, разработчики iCub планируют закончить "обучение" робота анализу информации, получаемой всеми его "органами чувств", включа€ "зрение". “аким образом, предполагаетс€, что результат анализа информации позволит роботу осуществл€ть "самосто€тельное" прин€тие простейших решений, вроде подползани€ к указанному объекту и "ощупывани€" его "пальцами".

‘инальной целью нынешнего этапа разработки €вл€етс€ сборка шести действующих роботов iCub. «атем бэби-робот будет воспроизведЄн в количестве полутора-двух дес€тков, и каждый из них поступит в распор€жение остальных участников проекта по всему миру.

iCub


 ак видите, путь, который предстоит пройти электронно-механическому "болвану" от андроида-попуга€ до Robo Sapiens, отнюдь не близкий. ¬ремена, когда по€витс€ человеко-робот, которому можно приказать сбегать за молоком и фруктами, попутно купить в ларьке лимонада, на сдачу вз€ть специй, и при этом вполне обоснованно попросить его не занудничать с глупыми вопросами вроде "что делать, если не будет бананов или они окажутс€ по другой цене". „то-что, сам думай, ты же из нас двоих железный калькул€тор.

ј как же "глупые" роботы-пылесосы? “упикова€ ветвь робо-эволюции? ¬р€д ли, им всегда найдЄтс€ работЄнка Ц и по дому, и в сборочных цехах, там, где можно обойтись без намЄков интеллекта и требуютс€ лишь нехитрые манипул€ции по чЄтко отработанному алгоритму. Ќо, скажем, железкам, не способным "Еутешить умирающего, отдать приказ, выполнить приказ, действовать вместе и в одиночкуЕ" и так далее по цитате, приведЄнной в начале статьи, в марсианской экспедиции делать нечего.


 лючевые слова:
ќт андроидов к Robo Sapiens?
јндроиды
робот
робототехника


¬ернутьс€ в рубрику:

јндроиды


≈сли вы хотите видеть на нашем сайте больше статей то кликните ѕоделитьс€ в социальных сет€х! —пасибо!
—мотрите также:

ќбратите внимание полезна€ информаци€.