Výzkumníci vyvinuli rámec pro sociální dovednosti robotů

Výzkumníci z Massachusettského technologického institutu (MIT) vyvinuli kontrolní rámec pro sociální dovednosti robotů. Rámec umožňuje strojům pochopit, co znamená pomoci nebo bránit jeden druhému, a naučit se provádět sociální chování samostatně.

Robot sleduje svého společníka v simulovaném prostředí, než uhádne, jaký úkol chce splnit. Poté pomáhá nebo brání druhému robotu podle svých vlastních cílů.

Výzkumníci také prokázali, že jejich model vytváří realistické a předvídatelné sociální interakce. Když byli lidské pozorovatele ukázány videa simulovaných robotů, kteří interagovali jeden s druhým, souhlasili s modelem, jaký sociální behavior se udál.

Povolováním robotům, aby projevili sociální dovednosti, můžeme dosáhnout pozitivnějších interakcí mezi lidmi a roboty. Nový model by mohl také umožnit vědcům měřit sociální interakce kvantitativně.

Boris Katz je hlavní výzkumný pracovník a vedoucí skupiny InfoLab v laboratoři počítačové vědy a umělé inteligence (CSAIL), stejně jako člen Centra pro mozek, mysl a stroje (CBMM).

“Roboti brzy budou žít v našem světě a opravdu potřebují naučit se komunikovat s námi v lidských podmínkách. Potřebují pochopit, kdy mají pomoci a kdy mají vidět, co mohou udělat, aby něco zabránili. Tato práce je velmi raná, ale cítím, že je to první vážný pokus o pochopení toho, co znamená pro lidi a stroje interagovat sociálně,” říká Katz.

Výzkum také zahrnoval spoluautory Ravi Tejwani, výzkumného asistenta v CSAIL; Yen-Ling Kuo, studentku PhD v CSAIL; Tianmin Shu, postdoktorándku na katedře mozkové a kognitivní vědy; a senior autora Andrei Barbu, výzkumného pracovníka v CSAIL.

Studium sociálních interakcí

Výzkumníci vytvořili simulované prostředí, kde roboti sledují fyzické a sociální cíle, zatímco se pohybují po dvourozměrné mřížce, což umožnilo týmu studovat sociální interakce.

Roboti byli vybaveni fyzickými a sociálními cíli. Fyzický cíl se týká prostředí, zatímco sociální cíl může být něco jako robot, který uhádne, co jiný robot chce udělat, a poté se rozhodne, jak bude jednat.

Model se používá k určení, jaké jsou fyzické cíle robota, jaké jsou jeho sociální cíle a jak velký důraz by se měl klást na jeden nebo druhý. Pokud robot provede akce, které ho přiblíží k jeho cíli, je odměněn. Pokud se robot pokusí pomoci svému společníkovi, upraví svou odměnu podle odměny druhého robota. Pokud se robot pokusí bránit druhému, upraví svou odměnu odpovídajícím způsobem. Algoritmus rozhoduje, jaké akce by robot měl provést, a používá systém odměn, aby ho vedl k provedení fyzických a sociálních cílů.

“Otevřeli jsme nový matematický rámec pro modelování sociálních interakcí mezi dvěma agenty. Pokud jste robot a chcete jít do umístění X, a já jsem jiný robot a vidím, že se snažíte jít do umístění X, mohu spolupracovat tím, že vám pomohu dostat se do umístění X rychleji. To může znamenat pohyb X blíže k vám, nalezení lepšího X nebo provedení jakéhokoli jiného kroku, který jste museli provést v X. Naše formulace umožňuje plánu objevit ‘jak’; my specifikujeme ‘co’ z hlediska toho, co sociální interakce znamenají matematicky,” říká Tejwani.

Výzkumníci používají matematický rámec k definici tří typů robotů. Robot úrovně 0 má pouze fyzické cíle, zatímco robot úrovně 1 má fyzické a sociální cíle, ale předpokládá, že všichni ostatní mají pouze fyzické cíle. To znamená, že roboty úrovně 1 provádějí akce na základě fyzických cílů ostatních, jako je pomoc nebo bránění. Robot úrovně 2 předpokládá, že ostatní mají sociální a fyzické cíle, a tyto roboty mohou provádět sofistikovanější akce.

Testování modelu

Výzkumníci zjistili, že jejich model souhlasí s tím, co lidé myslí o sociálních interakcích, které se vyskytly v každém snímku.

“Máme dlouhodobý zájem, nejen na stavbě výpočetních modelů pro roboty, ale také na hlubším pochopení lidských aspektů tohoto. Chceme zjistit, jaké funkce z těchto videí lidé používají k pochopení sociálních interakcí. Existuje objektivní test pro vaši schopnost rozpoznat sociální interakce? Možná existuje způsob, jak lidem naučit rozpoznávat tyto sociální interakce a zlepšit jejich schopnosti. Jsme daleko od tohoto, ale i jen to, že můžeme měřit sociální interakce účinně, je velký krok vpřed,” říká Barbu.

Tým nyní pracuje na vývoji systému se 3D agenty v prostředí, které umožňuje více typů interakcí. Chtějí také upravit model, aby zahrnoval prostředí, kde mohou akce selhat, a plánují začlenit robotického plánu založeného na neuronové síti do modelu. Nakonec provedou experiment, aby shromáždili data o funkcích, které lidé používají k určení, zda se dva roboti účastní sociální interakce.