Naukowcy opracowują ramy, aby nadać robotom umiejętności społeczne

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali ramy kontroli, aby nadać robotom umiejętności społeczne. Ramy te umożliwiają maszynom zrozumienie, co oznacza pomoc lub przeszkadzanie sobie nawzajem, a także naukę wykonywania zachowań społecznych samodzielnie.

Robot obserwuje swojego towarzysza w symulowanym środowisku, zanim zgadnie, jaki cel chce osiągnąć. Następnie pomaga lub przeszkadza drugiemu robotowi w zależności od swoich własnych celów.

Naukowcy udowodnili również, że ich model tworzy realistyczne i przewidywalne interakcje społeczne. Kiedy ludzie oglądali filmy przedstawiające symulowane roboty wzajemnie się komunikujące, zgadzali się z modelem co do tego, jaki zachowanie społeczne występuje.

Dzięki nadaniu robotom umiejętności społecznych możemy osiągnąć bardziej pozytywne interakcje między ludźmi a robotami. Nowy model może również umożliwić naukowcom pomiar interakcji społecznych w sposób ilościowy.

Boris Katz jest głównym naukowcem i kierownikiem grupy InfoLab w Laboratorium Nauk Komputerowych i Sztucznej Inteligencji (CSAIL), a także członkiem Centrum Mózgu, Umysłu i Maszyn (CBMM).

“Roboty będą żyć w naszym świecie wystarczająco szybko i naprawdę muszą nauczyć się, jak komunikować się z nami w ludzkich kategoriach. Muszą zrozumieć, kiedy powinny pomóc i kiedy powinny zobaczyć, co mogą zrobić, aby zapobiec czemuś. To jest bardzo wczesna praca i ledwo dotykamy powierzchni, ale czuję, że to jest pierwsza bardzo poważna próba zrozumienia, co oznacza interakcje społeczne między ludźmi a maszynami”, mówi Katz.

Badanie także obejmowało współautora Ravi Tejwani, asystenta badawczego w CSAIL; współautora Yen-Ling Kuo, studenta doktoranckiego w CSAIL; Tianmin Shu, postdoktoranta w Wydziale Nauk o Mózgu i Zachowaniu; oraz seniora autora Andrei Barbu, naukowca w CSAIL.

Badanie interakcji społecznych

Naukowcy stworzyli symulowane środowisko, w którym roboty realizują cele fizyczne i społeczne, poruszając się po dwuwymiarowej siatce, co umożliwiło zespołowi badanie interakcji społecznych.

Roboty otrzymały cele fizyczne i społeczne. Cel fizyczny dotyczy środowiska, podczas gdy cel społeczny mógł być czymś takim jak robot, który zgaduje, co drugi robot próbuje osiągnąć, i następnie opiera swoje działania na tej przewidywaniu.

Model służy do określenia, jakie cele fizyczne ma robot, jakie cele społeczne i jak duży nacisk należy położyć na jedne lub drugie. Jeśli robot wykonuje działania, które przybliżają go do celu, jest nagradzany. Jeśli robot próbuje pomóc swojemu towarzyszowi, dostosowuje swoją nagrodę do nagrody drugiego robota. Jeśli robot próbuje przeszkodzić drugiemu, dostosowuje swoją nagrodę odpowiednio. Algorytm decyduje, jakie działania powinien wykonać robot, i używa systemu nagród, aby kierować robotem do realizacji celów fizycznych i społecznych.

“Otworzyliśmy nowy matematyczny framework dla modelowania interakcji społecznych między dwiema jednostkami. Jeśli jesteś robotem i chcesz iść do punktu X, a ja jestem innym robotem i widzę, że próbujesz iść do punktu X, mogę współpracować, pomagając ci dostać się do punktu X szybciej. Może to oznaczać przesunięcie X bliżej ciebie, znalezienie lepszego X lub wykonanie czynności, które musisz wykonać w X. Nasze sformułowanie pozwala planowi odkryć ‘jak’; my określamy ‘co’ w kategoriach matematycznego znaczenia interakcji społecznych”, mówi Tejwani.

Naukowcy używają matematycznego frameworku, aby zdefiniować trzy typy robotów. Robot poziomu 0 ma tylko cele fizyczne, podczas gdy robot poziomu 1 ma cele fizyczne i społeczne, ale zakłada, że inni mają tylko cele fizyczne. Oznacza to, że roboty poziomu 1 wykonują działania na podstawie celów fizycznych innych, takich jak pomoc lub przeszkadzanie. Robot poziomu 2 zakłada, że inni mają cele społeczne i fizyczne, i te roboty mogą wykonywać bardziej złożone działania.

Testowanie modelu

Naukowcy stwierdzili, że ich model zgadza się z tym, co ludzie myślą o interakcjach społecznych, które występują w każdym klatce.

“Mamy długoterminowy interes, zarówno w budowaniu modeli komputerowych dla robotów, jak i w głębszym zrozumieniu ludzkich aspektów tego. Chcemy dowiedzieć się, jakie cechy z tych filmów ludzie używają, aby zrozumieć interakcje społeczne. Czy możemy stworzyć obiektywny test na Twoją zdolność do rozpoznawania interakcji społecznych? Może jest sposób, aby nauczyć ludzi rozpoznawać te interakcje i poprawiać swoje umiejętności. Jesteśmy daleko od tego, ale nawet tylko możliwość skutecznego pomiaru interakcji społecznych jest dużym krokiem naprzód”, mówi Barbu.

Zespół obecnie pracuje nad systemem z trójwymiarowymi agentami w środowisku, które umożliwia więcej typów interakcji. Chcą również zmodyfikować model, aby uwzględnić środowiska, w których działania mogą nie powieść, i planują włączyć do modelu planistę robota opartego na sieci neuronowej. Wreszcie, będą chcieli przeprowadzić eksperyment, aby zebrać dane o cechach, które ludzie używają, aby określić, czy dwa roboty angażują się w interakcje społeczne.