10 Cele Mai Dificile Lucruri Pentru A Preda Un Robot

{h1}

Roboții pot face o mulțime de lucruri, dar mai există unele sarcini greu de învățat. Află care sunt cele mai dificile 10 lucruri pentru a învăța un robot.

A fi om este mult mai ușor decât a construi un om.

Luați ceva atât de simplu precum jocul de prindere cu un prieten din curtea din față. Când descompun această activitate în funcțiile biologice discrete necesare pentru realizarea acesteia, nu este deloc simplu. Ai nevoie de senzori, transmițători și efectori. Trebuie să calculați cât de greu să aruncați pe baza distanței dintre dvs. și tovarășul dvs. Trebuie să țineți cont de strălucirea soarelui, viteza vântului și distragerile din apropiere. Trebuie să determinați cât de ferm să apucați mingea și când să strângeți mittul în timpul unei capturi. Și trebuie să poți prelucra o serie de scenarii ce-dacă: Ce se întâmplă dacă mingea îmi trece peste cap? Ce se întâmplă dacă se rostogolește în stradă? Ce se întâmplă dacă se prăbușește prin fereastra vecinului meu?

Aceste întrebări demonstrează unele dintre cele mai presante provocări ale roboticii și au pregătit stadiul pentru numărătoarea inversă. Am întocmit o listă cu cele mai dificile 10 lucruri pentru a învăța roboții ordonați aproximativ de la „cel mai simplu” la „cel mai dificil” - 10 lucruri pe care va trebui să le cucerim dacă vom realiza vreodată promisiunile făcute de Bradbury, Dick, Asimov, Clarke și toți ceilalți povestitori care și-au imaginat o lume în care mașinile se comportă ca niște oameni.

10. Blaze a Trail

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: dificile

Ultimul test de navigație pentru un robot: Marte! Până acum, Curiosity s-a dovedit destul de adeptă. Imagini amabilitate NASA / JPL-Caltech / MSSS

Trecerea din punctul A în punctul B sună atât de ușor. Noi, oamenii, o facem toată ziua, în fiecare zi. Cu toate acestea, pentru un robot, navigația - în special printr-un singur mediu care se schimbă constant sau în medii în care nu a mai fost întâlnit până acum - poate fi o afacere complicată. Mai întâi, robotul trebuie să poată percepe mediul său, iar apoi trebuie să poată înțelege datele primite.

Roboticiștii abordează prima problemă armându-și mașinile cu o serie de senzori, scanere, aparate foto și alte instrumente de înaltă tehnologie pentru a evalua împrejurimile. Scanerele cu laser au devenit din ce în ce mai populare, deși nu pot fi utilizate în medii acvatice, deoarece apa tinde să perturbe lumina și reduce dramatic gama senzorului. Tehnologia Sonar oferă o opțiune viabilă în roboții subacvatici, dar în aplicațiile terestre, este mult mai puțin precisă. Și, desigur, un sistem de viziune format dintr-un set de camere stereoscopice integrate poate ajuta un robot să-și „vadă” peisajul.

Colectarea de date despre mediu este doar jumătate din luptă. Provocarea mai mare implică procesarea acestor date și utilizarea acestora pentru a lua decizii. Mulți cercetători au roboții lor să navigheze folosind o hartă prestabilită sau construind o hartă în zbor. În robotică, acest lucru este cunoscut sub numele de SLAM -- localizare și mapare simultană. Maparea descrie modul în care un robot convertește informațiile adunate cu senzorii săi într-o reprezentare dată. Localizarea descrie modul în care un robot se poziționează în raport cu harta. În practică, aceste două procese trebuie să aibă loc simultan, creând un conundru de pui și ouă pe care cercetătorii au reușit să-l depășească cu computere mai puternice și algoritmi avansați care calculează poziția bazată pe probabilități.

9. Expuneti dexteritate

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: dificile

Twendy-One, un robot care are scopul de a ajuta persoanele în vârstă și persoanele cu dizabilități din jurul casei, își demonstrează capacitatea de a ține obiecte delicate, manipulând o paie de băut între degete la Universitatea Waseda din Tokyo, la 8 ianuarie 2009. © Issei Kato / Reuters / Corbis

Roboții ridică colete și piese din fabrici și depozite de ani de zile. Însă, în general, evită oamenii în aceste situații și lucrează aproape întotdeauna cu obiecte modelate în mod constant în medii fără aglomerație. Viața este mult mai puțin structurată pentru orice robot care se aventurează dincolo de podeaua fabricii. Dacă o astfel de mașină speră vreodată să funcționeze în case sau spitale, va avea nevoie de un sentiment avansat de atingere capabil să detecteze oamenii din apropiere și să culeagă un cireș dintr-o colecție neobișnuită de lucruri.

Acestea sunt abilități dificile pentru un robot de învățat. În mod tradițional, oamenii de știință au evitat atingerea cu totul, programând mașinile lor să nu reușească dacă au luat contact cu un alt obiect. Dar, în ultimii cinci ani, au fost înregistrate progrese semnificative în ceea ce privește desenele și pielea artificială conforme. Conformitate se referă la nivelul de flexibilitate al unui robot. Mașinile puternic flexibile sunt mai conforme; mașinile rigide sunt mai puțin.

În 2013, cercetătorii Georgia Tech au construit un braț robot cu arcuri pentru articulații, ceea ce permite apendicului să se îndoaie și să interacționeze cu mediul său mai mult ca un braț uman. În continuare, au acoperit totul în „piele” capabilă să sesizeze presiunea sau atingerea. Unele piei de robot conțin plăci de circuit hexagonale interblocante, fiecare purtând senzori în infraroșu care pot detecta orice se apropie de un centimetru. Altele vin echipate cu "amprente digitale" - suprafețe ridicate și ridicate, care îmbunătățesc aderența și facilitează procesarea semnalului.

Combinați aceste brațe de înaltă tehnologie cu sisteme de viziune îmbunătățite și veți obține un robot care poate oferi o mângâiere fragedă sau poate ajunge în dulapuri pentru a selecta un articol dintr-o colecție mai mare.

8. Țineți o conversație

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: pentru

Inginerul de mecatronică Ben Schaefer interacționează cu barmanul robotului umanoid Carl, în timp ce pregătește o băutură la Robots Bar și Lounge din Germania, pe 26 iulie 2013. Dezvoltat de Schaefer, Carl poate interacționa cu clienții în conversații mici. © Fabrizio Bensch / Reuters / Corbis

Alan M. Turing, unul dintre fondatorii informatiei, a făcut o previziune îndrăzneață în 1950: Mașinile ar putea într-o bună zi să vorbească atât de fluent încât nu am fi capabili să le spunem în afară de oameni. Din păcate, roboții (chiar Siri) nu s-au conformat așteptărilor lui Turing - încă. Asta pentru că recunoașterea vorbirii este mult diferită decât prelucrarea limbajului natural - ce fac creierele noastre pentru a extrage sensul din cuvinte și propoziții în timpul unei conversații.

Inițial, oamenii de știință au crezut că va fi la fel de simplu ca conectarea regulilor de gramatică la băncile de memorie ale unei mașini. Dar codarea grea a unui primer gramatical pentru orice limbă dată s-a dovedit imposibilă. Chiar și a oferi reguli în ceea ce privește semnificațiile cuvintelor individuale a făcut învățarea limbii o sarcină descurajantă. Ai nevoie de un exemplu? Gândește-te „nou” și „știa” sau „bancă” (un loc pentru a pune bani) și „bancă” (partea unui râu). Se dovedește că oamenii au sensul acestor idiosincrasii lingvistice, bazându-se pe capacitățile mentale dezvoltate de-a lungul mai multor ani, mulți ani de evoluție, iar oamenii de știință nu au reușit să descompună aceste capacități în reguli discrete și identificabile.

Drept urmare, mulți roboți își bazează astăzi procesarea limbajului pe statistici. Oamenii de știință le hrănesc colecții uriașe de text, cunoscute sub numele de corpși apoi lăsați-le calculatoarele să descompună textul mai lung în bucăți pentru a afla ce cuvinte adesea se reunesc și în ce ordine. Acest lucru permite robotului să „învețe” un limbaj bazat pe analiza statistică. De exemplu, la un robot, cuvântul „liliac” însoțit de cuvântul „muscă” sau „aripă” se referă la mamiferul zburător, în timp ce „liliac” urmat de „minge” sau „mănușă” se referă la sportul de echipă.

7. Dobândiți noi abilități

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: dificile

Un robot își arată abilitățile de scriere în timpul unui concurs de roboți inteligenți creat de studenții de la Universitatea Chineză de Știință și Tehnologie din Anhui pe 16 noiembrie 2012. © Chen Bin / Xinhua Press / Corbis

Să spunem că cineva care nu a jucat niciodată golf vrea să învețe cum să balanseze un club. El putea să citească o carte despre ea și apoi să o încerce, sau ar putea urmări un jucător de golf practicat trecând prin mișcările potrivite, o abordare mai rapidă și mai ușoară pentru învățarea noului comportament.

Roboticiștii se confruntă cu o dilemă similară atunci când încearcă să construiască o mașină autonomă capabilă să învețe noi abilități. O abordare, la fel ca în exemplul golfului, este descompunerea unei activități în pași precise și apoi programarea informațiilor în creierul robotului. Aceasta presupune că fiecare aspect al activității poate fi disecat, descris și codificat, ceea ce, după cum se dovedește, nu este întotdeauna ușor de făcut. Există anumite aspecte ale balansării unui club de golf, de exemplu, care nu poate fi descris, cum ar fi interacțiunea dintre încheietura mâinii și cot. Aceste detalii subtile pot fi comunicate mult mai ușor, arătând mai degrabă decât spunând.

În ultimii ani, cercetătorii au avut un succes de învățare a roboților să imite un operator uman. Ei numesc asta învățarea imitației sau învățând din demonstrație (LFD) și îl scot armându-și mașinile cu tablouri de camere cu unghi larg și zoom. Acest echipament permite robotului să „vadă” un profesor uman care desfășoară un anumit proces sau activitate. Algoritmii de învățare procesează apoi aceste date pentru a produce o hartă a funcțiilor matematice care conectează intrarea vizuală în acțiunile dorite. Desigur, roboții din scenariile LfD trebuie să poată ignora anumite aspecte ale comportamentului profesorului său - cum ar fi zgârierea unei mâncărimi - și să facă față problemelor de corespondență, care se referă la modalități prin care anatomia unui robot diferă de cea a unui om.

6. Practică înșelăciunea

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: lucruri

Veverițele sunt practicate în arta înșelăciunii, astfel că cercetătorii au apelat la aceste rozătoare viclean pentru câteva idei despre învățarea roboților comportament înșelător. John Foxx / Stockbyte / Thinkstock

Arta plină de înșelăciune a evoluat pentru a ajuta animalele să se ridice în picioare pe concurenții lor și să evite să fie mâncați de prădători. Cu practica, abilitatea poate deveni un mecanism de supraviețuire extrem de eficient.

În ceea ce privește roboții, a învăța cum să înșeli o persoană sau un alt robot a fost o provocare (și asta ar putea fi bine cu tine). Înșelăciunea necesită imaginație - capacitatea de a forma idei sau imagini ale unor obiecte externe care nu sunt prezente simțurilor - ceea ce este ceva care mașinile lipsesc în mod obișnuit (vezi următorul articol din lista noastră). Sunt excelenți la procesarea intrării directe de la senzori, aparate foto și scanere, dar nu sunt foarte buni la formarea conceptelor care există dincolo de toate aceste date senzoriale.

Totuși, viitorii roboți pot fi mai bine abordați la șmecherie. Cercetătorii din Georgia Tech au reușit să transfere unele abilități înșelătoare ale veverițelor către roboții din laboratorul lor. În primul rând, ei au studiat rozătoarele neplăcute, care își protejează cache-urile de alimente îngropate, conducând concurenții către cachele vechi, nefolosite. Apoi au codat aceste comportamente în reguli simple și le-au încărcat în creierul roboților lor. Mașinile au putut folosi algoritmii pentru a determina dacă înșelăciunea ar putea fi utilă într-o situație dată. Dacă da, atunci au putut să furnizeze o comunicare falsă care a îndepărtat un bot însoțitor de ascunzătorul lor.

5. Anticipează acțiunile umane

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: cele

Dacă oamenii vor petrece mult timp cu roboți, precum acest umanoid numit ROBOY, mașinile vor trebui să se îmbunătățească puțin în a prezice ceea ce vor face oamenii aparent imprevizibili în continuare. © Erik Tham / Corbis

Pe „The Jetsons”, roba servitoarea Rosie a fost capabilă să țină conversații, să gătească mese, să curețe casa și să răspundă nevoilor și dorințelor lui George, Jane, Judy și Elroy. Pentru a înțelege dezvoltarea avansată a lui Rosie, luați în considerare această scenă din primul episod al primului sezon: domnul Spacely, șeful lui George, vine la casa din Jetson pentru cină. După masă, domnul Spacely scoate un trabuc și îl pune în gură, ceea ce o determină pe Rosie să se grăbească cu o brichetă. Această acțiune simplă reprezintă un comportament uman complex - capacitatea de a anticipa ceea ce urmează pe baza a ceea ce tocmai s-a întâmplat.

Ca și înșelăciunea, anticiparea acțiunii umane necesită un robot să-și imagineze o stare viitoare. Trebuie să fie în măsură să spună: „Dacă observ un om care face x, atunci pot să mă aștept, pe baza experienței anterioare, că probabil o va urmări cu y”. Aceasta a fost o provocare serioasă în robotică, dar oamenii fac progrese. La Universitatea Cornell, o echipă a lucrat pentru a dezvolta un robot autonom care poate reacționa pe baza modului în care un însoțitor interacționează cu obiectele din mediul înconjurător. Pentru a realiza acest lucru, robotul folosește o pereche de camere 3-D pentru a obține o imagine a împrejurimilor. În continuare, un algoritm identifică obiectele cheie din cameră și le izolează de aglomerația de fundal. Apoi, folosind o mulțime de informații culese din sesiunile de antrenament anterioare, robotul generează un set de anticipații probabile bazate pe mișcarea persoanei și a obiectelor pe care le atinge. Robotul face cea mai bună presupunere a ceea ce se va întâmpla și acționează în consecință.

Robotii Cornell încă mai ghicesc o parte din timp, dar progresează constant, mai ales că tehnologia camerei se îmbunătățește.

4. Coordonează activitățile cu un alt robot

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: robot

Prim-plan al unui membru al echipei de fotbal robot din Columbia. Una dintre liga RoboCup Soccer oferă mai mulți roboți complet autonomi care lucrează împreună pentru a juca sportul. O altă ligă are roboți umanoizi! © John Vizcaino / Reuters / Corbis

Construirea unei singure mașini pe scară largă - un android, dacă veți dori - necesită investiții semnificative de timp, energie și bani. O altă abordare implică implementarea unei armate de roboți mai mici, mai simpli, care apoi lucrează împreună pentru a îndeplini sarcini mai complexe.

Acest lucru aduce un set diferit de provocări. Un robot care lucrează în cadrul unei echipe trebuie să se poată poziționa cu exactitate în raport cu coechipierii și trebuie să poată comunica eficient - cu alte mașini și cu operatori umani. Pentru a rezolva aceste probleme, oamenii de știință au apelat la lumea insectelor, care prezintă un comportament plin de complexitate pentru a găsi hrană și sarcini complete care să beneficieze de întreaga colonie. De exemplu, studiind furnicile, cercetătorii știu că indivizii folosesc feromoni pentru a comunica între ei.

Roboții pot folosi aceeași „logică cu feromoni”, deși se bazează pe lumină, nu pe substanțe chimice, pentru a comunica. Funcționează astfel: Un grup de roboți minusculi este dispersat într-o zonă limitată. La început, ei explorează zona la întâmplare până când un individ găsește o urmă de lumină lăsată de un alt bot. Știe să urmeze poteca și face acest lucru, lăsând urmele ușoare pe măsură ce merge. Pe măsură ce traseul se întărește, tot mai mulți roboți o găsesc și se alătură trenului cu vagonul. Unii cercetători au reușit, de asemenea, să folosească chirpici audibili. Sunetul poate fi folosit pentru a vă asigura că roboții individuali nu se rătăcesc prea departe sau pentru a atrage coechipierii către un obiect de interes.

3. Realizați copii de sine

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: dificile

O hidră își arată abilitatea de auto-replicare, pe care unii robociști n-ar deranja să o încorporeze în mașinile lor. luismmolina / iStock / Thinkstock

Dumnezeu i-a spus lui Adam și Eva: „Fii rodnici și înmulțiți și umpleți pământul”. Un robot care a primit aceeași comandă s-ar simți fie flummoxat, fie frustrat. De ce? Pentru că auto-replicarea s-a dovedit evazivă. Este un lucru să construiți un robot - este un alt lucru în întregime să construiți un robot care să poată face copii ale acestuia sau să regenereze componente pierdute sau deteriorate.

Interesant este că roboții nu pot privi oamenii ca modele de rol reproductiv. Poate că ați observat că de fapt nu împărțim în două bucăți identice. Cu toate acestea, animalele simple fac asta tot timpul. Rudele meduzelor cunoscute sub numele de hidra practică o formă de reproducere asexuală cunoscută sub numele de care înmugurește: Un mic sac balonează afară din corpul părintelui și apoi se desface pentru a deveni un individ nou, identic genetic.

Oamenii de știință lucrează la roboți care pot efectua această procedură de clonare de bază. Mulți dintre acești roboți sunt construiți din elemente repetate, de obicei cuburi, care conțin utilaje identice și programul pentru auto-replicare. Cuburile au magneți pe suprafețele lor, astfel încât să se poată atașa și detașa de alte cuburi din apropiere. Și fiecare cub este împărțit în două bucăți de-a lungul unei diagonale, astfel încât fiecare jumătate să poată roti independent. Un robot complet, apoi, constă din mai multe cuburi aranjate într-o configurație specifică. Atâta timp cât este disponibilă o cantitate de cuburi, un singur robot se poate îndoi, scoate cuburile din „corpul” său pentru a însămânța o mașină nouă și apoi ridica blocuri de construcție din stash până când doi roboți complet formați stau unul lângă altul.

2. Act pe baza principiului etic

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: robot

Dacă construiți roboți autonomi letali care nu necesită operatori umani, cum ar programa exact etica? © Fang Zhe / Xinhua Press / Corbis

Pe măsură ce interacționăm cu oamenii pe parcursul zilei, luăm sute de decizii. În fiecare, ne cântărim alegerile față de ceea ce este corect și greșit, ce este corect și nedrept. Dacă dorim ca roboții să se comporte ca noi, vor avea nevoie de o înțelegere a eticii.

Ca și limbajul, codificarea comportamentului etic este o provocare enormă, mai ales pentru că nu există un set general de principii etice universal acceptate. Diferite culturi au reguli de conduită diferite și sisteme de legi diferite. Chiar și în cadrul culturilor, diferențele regionale pot afecta modul în care oamenii își evaluează și măsoară acțiunile și acțiunile celor din jurul lor. Încercarea de a scrie un manual de etică relevant roboți manual ar putea fi folosit ca instrument de învățare ar fi practic imposibil.

Acestea fiind spuse, cercetătorii au reușit recent să construiască roboți etici, limitând sfera problemei. De exemplu, o mașină limitată la un mediu specific - o bucătărie, să zicem, sau camera unui pacient dintr-o unitate de locuit asistată - ar avea mult mai puține reguli de învățat și ar avea un succes rezonabil luând decizii solide din punct de vedere etic. Pentru a realiza acest lucru, inginerii roboți introduc informații despre alegerile considerate etice în cazuri selectate într-un algoritm de învățare automată. Opțiunile se bazează pe trei criterii la scară glisantă: cât de bună ar rezulta o acțiune, cât de mult ar preveni și o măsură de echitate. Algoritmul emite apoi un principiu etic care poate fi folosit de robot în luarea deciziilor. Folosind acest tip de inteligență artificială, robotul dvs. de uz casnic al viitorului va putea determina cine este în familie care ar trebui să facă vasele și cine va controla telecomanda TV pentru noapte.

1. Simte emotii

10 Cele mai dificile lucruri pentru a preda un robot: cele

Alături de abilitățile sale emotive, Nao știe clar să se răcească. © Gerd Roth / dpa / Corbis

"Cele mai bune și frumoase lucruri din lume nu pot fi văzute și nici măcar atinse. Ele trebuie simțite cu inima." Dacă această observație a lui Helen Keller este adevărată, roboții ar fi sortiți să le lipsească cele mai bune și frumoase. La urma urmei, sunt minunați să simtă lumea din jurul lor, dar nu pot transforma aceste date senzoriale în emoții specifice. Ei nu pot vedea zâmbetul persoanei iubite și simt bucurie, sau nu pot înregistra o grimasă străină a umbrei și tremura de frică.

Acest lucru, mai mult decât orice de pe lista noastră, ar putea fi lucrul care separă omul de mașină. Cum poți învăța un robot să se îndrăgostească? Cum poți programa frustrare, dezgust, uimire sau milă? Merită chiar să încercați?

Unii oameni de știință cred că da. Ei cred că viitorii roboți vor integra ambele sisteme emoționale cognitive și că, în consecință, vor putea funcționa mai bine, vor învăța mai repede și vor interacționa mai eficient cu oamenii. Credeți sau nu, există deja prototipuri care exprimă o gamă limitată de emoții umane. Nao, un robot dezvoltat de o echipă europeană de cercetare, are calitățile afective ale unui copil de 1 an. Poate arăta fericire, furie, frică și mândrie, toate prin combinarea posturilor cu gesturile.Aceste acțiuni de afișare, derivate din studiile despre cimpanzee și sugari umani, sunt programate în Nao, dar robotul decide ce emoție să afișeze pe baza interacțiunii sale cu oamenii și obiectele din apropiere. În anii următori, roboți ca Nao vor lucra probabil într-o varietate de setări - spitale, case și școli - în care vor putea oferi o mână de ajutor și o ureche simpatică.

Ne-am putea construi propriile Gundams?

Ne-am putea construi propriile Gundams?

Răspunsul simplu este da, ne putem construi propriile Gundams. WordsSideKick.com privește cine a făcut-o și cum.


Nota autorului: 10 lucruri cele mai grele de învățat roboții

Robotul din „Pierdut în spațiu” (serialul TV din anii ’60, nu filmul oribil din 1998) mi-a cutreierat imaginația în timp ce am scris acest articol. A fost dificil să scrie despre oamenii care interacționează cu mașinile și să nu auzim avertismentul iconic al robotului - „Pericol, Will Robinson, pericol!”. - răsunând în gândurile mele.






Descoperiri Științifice

Cercetare


Science News


Plantele Moarte Dețin Secretele Cutremurului
Plantele Moarte Dețin Secretele Cutremurului

Evoluțiile Antice Ale Galbenului Nu Din Supervolcano, Spune Studiul
Evoluțiile Antice Ale Galbenului Nu Din Supervolcano, Spune Studiul

De Ce Ne Interesează Mai Mult Sexul În Timpul Verii
De Ce Ne Interesează Mai Mult Sexul În Timpul Verii

Oamenii De Știință Dezbat Dezideratul Dinozaur
Oamenii De Știință Dezbat Dezideratul Dinozaur

De Ce Înghețata Provoacă Înghețarea Creierului?
De Ce Înghețata Provoacă Înghețarea Creierului?


RO.WordsSideKick.com
Toate Drepturile Rezervate!
Reproducerea Oricăror Materiale Permise Prostanovkoy Doar Link-Ul Activ La Site-Ul RO.WordsSideKick.com

© 2005–2019 RO.WordsSideKick.com