Robotti oppii ymmärtämään itsensä ilman ihmisen apua

Columbian yliopiston insinööritieteellisessä tiedekunnassa on luotu maailman ensimmäinen robotti, joka voi oppia mallin koko kehostaan alusta alkaen ilman ihmisen apua.

Tutkimus julkaistiin Science Robotics -julkaisussa.

Robotti opetetaan

Tutkijat osoittivat, miten robotti voi luoda kinemaattisen mallin itsestään ja käyttää itseään mallina suunnitella liikettä, saavuttaa tavoitteita ja välttää esteitä monissa tilanteissa. Se voi myös automaattisesti tunnistaa ja korjata vahinkoa kehossaan.

Robotti sijoitettiin ympyränmuotoiseen alueeseen, jossa oli viisi videokameraa, ja robotti tarkkaili itseään kameroiden avulla vapaasti liikkuessaan. Se liikkui ja muutti muotoa oppiakseen, miten kehonsa liikkui eri moottoritoimintojen aikana, ja kolmen tunnin kuluttua se lopetti liikkumisen. Robotin sisäinen syvä neuroverkko oppi sitten suhteen robotin moottoritoiminnon ja sen ympäristön tilan välillä.

Hod Lipson on mekaniikan professori ja Columbian Creative Machines Lab -laboratorion johtaja.

“Olimme todella uteliaita nähdä, miten robotti kuvitteli itsensä”, Lipson sanoi. “Mutta et voi vain kurkistaa neuroverkkoon, se on musta laatikko.”

Tutkijat työskentelivät useilla visualisointitekniikoilla, ennen kuin itsekuva vähitellen ilmestyi.

“Se oli jonkinlainen himmeästi vilkkuva pilvi, joka näytti kietoutuvan robotin kolmiulotteisen kehon ympärille”, Lipson jatkoi. “Kun robotti liikkui, vilkkuva pilvi seurasi sitä hitaasti.”

Robotin itsestään muodostama malli oli tarkin 1 %:ssa työtilastaan.

Mahdolliset sovellukset ja edistysaskeleet

Sallimalla robotien mallintaa itseään ilman ihmisen apua asiantuntijat voivat saavuttaa laajan valikoiman edistysaskeleita. Yksi näistä on, että se säästää työtä ja sallii robotin valvoa omaa kulumistaan, havaita ja korjata vahinkoa. Tutkimuksen tekijät sanovat, että tämä kyky auttaa autonomisia järjestelmiä olemaan itsenäisempiä. Yksi esimerkki, jonka he antavat, on tehtaan robotti, joka voisi käyttää tätä kykyä havaitsemaan, ettei jokin liikku oikein ennen kuin kutsuu apua.

Boyuan Chen on tutkimuksen ensimmäinen tekijä. Hän johti työtä ja on nyt apulaisprofessori Duke-yliopistossa.

“Meillä ihmisillä on selvä käsitys itsestämme”, Chen sanoi. “Sulje silmäsi ja yritä kuvitella, miten oma kehosi liikkuisi, jos tehtäisiin jokin toiminto, kuten venytät käsisi eteenpäin tai otat askeleen taaksepäin. Jossakin aivojemme sisällä meillä on käsitys itsestämme, itsemallimme, joka kertoo meille, minkä tilan me miehitymme lähiympäristössämme ja miten se muuttuu, kun liikumme.”

Lipson on työskennellyt vuosia etsimään uusia keinoja antaa robotille jonkinlaista itsetietoisuutta.

“Itsemallinnus on primitiivinen muoto itsetietoisuudesta”, hän selitti. “Jos robotti, eläin tai ihminen, on tarkin itsemallinsa, se voi toimia paremmin maailmassa, se voi tehdä parempia päätöksiä, ja sillä on evolutiivinen etu.”

Tutkijat myönsivät, että on olemassa monia rajoituksia ja riskejä, kun koneille annetaan itsehallintoa itsetietoisuuden kautta, ja Lipson huomauttaa, että tämän tutkimuksen tyyppinen itsetietoisuus on “triviaalia verrattuna ihmisten itsetietoisuuteen, mutta on aloitettava jostakin. Meidän on mentävä hitaasti ja varovasti, jotta voimme hyödyntää edut minimoiden riskit.”