Науковці розробили робота, що без попередньої підготовки конструює уявлення про себе самого. Він самостійно вивчає, яку має форму і як може рухатися – як і новонароджена дитина. Ця здатність самопізнання дає змогу машині гнучкіше прилаштовуватися до нових завдань і до пошкоджень. Це може бути першим кроком до справжньої самосвідомості, кажуть учені у журналі «Science Robotics».
Здійснюючи рухи, робот напрацював образ самого себе. Зображення: Robert Kwiatkowski/Columbia Engineering
Сьогодні роботи практично всюдисущі: вони працюють на фабриках та складах, висмоктують пил або косять газони, літають автономними дронами в повітрі. У військовій сфері, в рятувальних місіях та при відкритті планет роботи виконують свою роботу. В майбутньому машинізовані помічники ще тісніше працюватимуть з людиною, наприклад, вони будуть медсестрами або помічниками по господарству для старих і хворих людей.
Однак роботи досі мають найбільшу проблему: вони не самосвідомі. Вони не можуть розвивати уявлення про себе, свої здібності та своє «тіло». «Завдяки останнім досягненням в машинному навчанні роботи починають краще розуміти середовище», – пояснили Год Ліпсон (Hod Lipson) та Роберт Квятковські (Robert Kwiatkowski) з Колумбійського університету. Проте уявлення про себе самого в робота ґрунтується переважно на моделях, які йому заздалегідь запрограмують.
«Коли ж ми хочемо, щоб робот був незалежним та пристосовувався до ситуацій, не передбачених його творцями, він повинен вчитися самотужки мислити», – пояснив Ліпсон. Немовля поступово навчається розуміти і контролювати своє тіло вовтузячись, і так само й роботи мусять вчитися створювати уявлення про себе через сприйняття самого себе. «Вирішальним питанням тут є таке: чи без попереднього навчання робот може творити моделі самого себе?» – сказав Ліпсон.
Саме це вчені нещодавно перевірили. Для свого дослідження вони сконструювали руку робота з чотирма ступенями свободи руху. Спочатку ця рука не мала ніяких попередніх знань про свій вигляд – робот не знав ні якої він форми, ні яких розмірів.
«На початку робот переміщався випадково туди-сюди, записуючи пари акція-реакція для приблизно тисячі траєкторій руху», – пояснили вчені. Акція при цьому відповідала командам двигуна, реакція позначала кінцеве положення руки.
Потім наставав вирішальний момент: з допомогою алгоритму deep learning робот оцінив ці рухи – і поступово створив модель себе самого. Спочатку ця модель була неповною та неточною, повідомили вчені. Бракувало, наприклад, уявлення про те, як пов’язані між собою окремі суглоби.
Проте через приблизно 35 годин тренування рука робота розробила відносно точне уявлення про себе. Чи воно допомагало йому виконувати нові завдання, вчені протестували на двох завданнях. У першому рука мала взяти дев’ять маленьких кульок і перекласти їх на інше місце. Друге завдання полягало в тому, що рука повинна була взяти олівець і пописати ним.
Викликом у цьому було те, що робот мусив це здійснити лише на основі уявлення про себе, без додаткової інформації від сенсорів. «Це щось подібне на те, коли ми з заплющеними очима беремо склянку води і піднімаємо. Це навіть для нас, людей, складно», – сказав Квятковські. Проте незважаючи на ці перешкоди, у 44 % спроб рука робота діяла успішно. Якщо вона могла використовувати додаткові сенсорні дані, їй це вдавалося у 100% випадків.
«Отримані результати доводять, що на основі власної моделі, яку робот сам розробив, він успішно вчиться та може планувати», – сказали вчені.
Після цього настав найскладніший етап дослідження: науковці причепили роботові довгий, деформований компонент, так що рука була ніби покалічена. Чи робот змінить уявлення про себе відповідно до цієї зміни? «Робот автоматично зафіксував зміну та узгодив свою модель з нею, – повідомили вчені. – Так він міг успішно виконувати свої завдання без суттєвих затрат ефективності».
На думку вчених, здатність пристосовуватися може суттєво розвинути галузі роботехніки та штучного інтелекту. «Моделювання свого образу у роботів ще не розвинене остаточно, так, як в людей, – сказав Ліпсон. – Проте ми віримо, що ця здатність зможе відкрити шлях до справжньої самосвідомості». Вона зможе зробити роботи та системи штучного інтелекту суттєво надійнішими та адаптивнішими. «Це також призведе до втрату контролю», – наголошують учені. Адже такі роботи стануть незалежнішими від людського програмування – тож і більше непередбачуваними.
Зображення: mennovandijk/ iStock.
Nadja Podbregar
Roboter erkennt sich selbst
scinexx, 31.01.2019
Robert Kwiatkowski, Hod Lipson
Task-agnostic self-modeling machines
Science Robotics, vol. 4, Issue 26, eaau9354, 30.01.2019
Зреферувала С. К.