Granice nowoczesnych możliwości

iCub – robot jak małe dziecko

Włoski badacz Lorenzo Natale pracuje nad iCubem – sztuczną inteligencją w robotycznym ciele wyposażonym w czujniki odpowiadające za wzrok, słuch, dotyk, a nawet zdolną do uczenia się.

Dzisiejsze oczekiwania naukowców względem sztucznej inteligencji wykraczają poza zebranie wszystkich możliwych rozwiązań danego problemu. Taki cel mógł mieć Deep Blue – komputer IBM, który pokonał wielkiego Kasparowa w pojedynku szachowym w 1997 roku. Podobnie było z robotem, który ułożył kostkę Rubika w niecałą sekundę, bijąc tym samym światowy rekord Guinnessa.

Jednak sama moc obliczeniowa komputerów, wykorzystywana na przykład do obliczeń i interpretowania danych, jest tylko jednym z obszarów badawczych naukowców pracujących nad sztuczną inteligencją. Prawdziwym i ambitnym celem współczesnych badań nad sztuczną inteligencją jest opracowanie platformy imitującej ludzki mózg, zdolnej do interakcji z otoczeniem i uczenia się na podstawie wcześniejszych doświadczeń.

Niełatwe zadanie. Sztuczna inteligencja Alpha Go opracowana przez firmę Google wpisuje się w ten nurt, ponieważ w starej chińskiej grze „Go” nie można wygrać, dokonując złożonych obliczeń wszystkich możliwych ruchów. Wygrać można w niej dzięki intuicji, która wymaga umiejętności uczenia się na błędach.

A to naprawdę niełatwe.

4289_Large-_1000-x-1000_-pl

Jednak opracowanie sztucznej inteligencji, która potrafi nas pokonać w gry planszowe, to zaledwie namiastka rzeczywistych planów. Następnym przełomem na drodze do opracowania prawdziwej sztucznej inteligencji jest zapewnienie jej umiejętności interakcji ze światem. Do tego jednak potrzeba oczu. Uszu. I fizycznego ciała.

Lorenzo Natale jest naukowcem pracującym w Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (IIT). Ze swoim zespołem przyczynił się do powstania iCuba – sztucznej inteligencji osadzonej w robotycznym ciele, które jest wyposażone w czujniki odpowiadające za wzrok, słuch, dotyk, a nawet umiejętność uczenia się dzięki interakcji z otoczeniem.

iCub wielkością i wyglądem przypomina czteroletnie dziecko. Ma blisko metr wysokości i waży około 20 kg. Jego ciało zawiera kamery, mikrofony, czujniki bezwładności i dotyku oraz 53 „stawy”. To umożliwia mu ruch, a także postrzeganie otoczenia i interakcję z nim.

„Projekt narodził się 10 lat temu podczas europejskiej inicjatywy koordynowanej przez IIT” – powiedział Lorenzo Natale. „Celem projektu było zbudowanie humanoidalnego robota do badania systemów poznawczych sztucznej inteligencji zamkniętej w mechanicznym ciele”.

W ten sposób rozpoczął się otwarty projekt badawczy iCub, w którym wzięło udział 30 laboratoriów i kilka grup roboczych. „Postanowiliśmy stworzyć społeczność, która może wnieść swój wkład w rozwój tego projektu” – wyjaśnił Lorenzo. „Jedyną wytyczną dla uczestników projektu jest zapewnienie wszystkim pozostałym dostępu do danych na temat swojego wkładu w rozwój iCuba”.

iCub jest czymś więcej niż tylko bezwładnym ciałem składającym się z aluminium, żelaza i tworzyw sztucznych. Dzięki licznym czujnikom dotyku zlokalizowanym na jego „skórze” robot „odczuwa siłę i nacisk na ramiona i korpus”. Natomiast wbudowane kamery i mikrofony pozwalają mu na widzenie i słyszenie otaczającego go świata.

Sztuczna inteligencja, na której opiera się iCub, wykorzystuje model dwuwymiarowy do rozpoznawania obiektów i model trójwymiarowy do poruszania się po otoczeniu.

„iCub jedynie widzi potencjalne przedmioty, które wydają mu się mieszaniną kolorów” – powiedział Lorenzo Natale. „Stają się przedmiotami dopiero, gdy zostaną powiązane z nazwą”.

Wykorzystując takie podejście, iCub może rozpoznać do trzydziestu obiektów. Umożliwia mu to system interakcji między względną pozycją palców a ciężarem działającym na jego nadgarstek. Pozwala mu to na przykład odróżnić pustą butelkę od wypełnionej wodą.

Lower Saxony Premier Christian Wulff (L)

Wszystkie te genialne funkcje wymagają zaawansowanych obliczeń, a iCub czerpie część swojej inteligencji z procesora Intel Core i5-4300 o taktowaniu 1,9 GHz, który znajduje się w jego głowie. Robot wykorzystuje go do komunikacji z zewnętrznym klastrem składającym się z pięciu komputerów (i jednego serwera), na których jednocześnie jest uruchomione kilka modułów.

Jeden moduł jest odpowiedzialny za rozróżnianie obiektów, inny utrzymuje równowagę robota itd. Moduły otrzymują dane z czujników i po ich przeanalizowaniu wysyłają do robota odpowiedź, którą on następnie wykonuje.

Oprogramowanie, które zajmuje się koordynacją ruchów iCuba i algorytmami wzroku (np. obliczeniami poświęcanej uwagi czy wizji stereoskopowej w celu pomiaru odległości), a także jego nauką, również pracuje na komputerach z procesorami Intel.

Robot iCub wciąż jeszcze musi się wiele nauczyć. Może i wyglądem przypomina człowieka, ale nadal nie potrafi się tak zachowywać.

„Najtrudniejszym zadaniem jest opracowanie języka umożliwiającego interakcję człowieka z robotami” – powiedział Lorenzo Natele. „Kiedy widzimy humanoidalnego robota, sądzimy, że można z nim porozmawiać, ale w rzeczywistości nie rozumie on języka ludzkiego. Pracujemy nad tym, aby umożliwić iCubowi całkowicie autonomiczne łączenie tego, co widzi i słyszy, dzięki czemu mógłby się komunikować z ludźmi i uczyć od otoczenia”.

„Następnym krokiem będzie zbudowanie prostszej wersji iCuba dostępnej w przystępnej cenie… Byłby to robot usługowy o prostszym wyglądzie, z kołami zamiast nóg, aby sprawnie wykonywać swoje zadania w domu lub szpitalu. Jego ręce zostałyby zaprojektowane do wykonywania prostych czynności, takich jak otwieranie, chwytanie czy włączanie i wyłączanie różnych przełączników. Ponadto mógłby włożyć w te czynności więcej siły niż model badawczy”.

Od początku celem stworzenia iCuba była pomoc ludziom. „Jest małym robotem, nie odstrasza wyglądem, a jego waga nie powinna sprawiać żadnego zagrożenia” – wyjaśnił Lorenzo. „Spójrzmy na roboty do niebezpiecznych zadań. Liczą sobie prawie dwa metry i są silne. Większość z nich nie prowadzi interakcji z ludźmi”.

Inaczej jest w przypadku iCuba, który wydaje się właściwą „osobą” do pracy z ludźmi. Jego mimika twarzy pomaga mu się łatwo komunikować bez próby ukrycia swojej robotycznej natury. Tak naprawdę to właśnie dlatego iCub jest wyjątkowy. Nie przypomina tak bardzo człowieka (z wizji, którymi straszy nas Hollywood), ale nie jest nam też zupełnie obcy.

Zatem składamy iCubowi i jego zespołowi życzenia z okazji dziesiątych urodzin i jesteśmy przekonani, że najlepsze dopiero przed nimi.

 

Zdjęcia: 1. Kasparow kontra komputer Deep Blue (1997): http://bit.ly/24YL0nt. 2. iCub: chefuturo.it

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności

Read Full Story