Robot uczy się rozumieć samego siebie bez pomocy ludzkiej

Inżynierowie z Columbia University School of Engineering and Applied Science stworzyli pierwszego robota, który może nauczyć się modelu całego swojego ciała od podstaw, wszystko bez pomocy ludzkiej.

Badanie zostało opublikowane w Science Robotics.

Nauczanie robota

Naukowcy pokazali, jak robot może stworzyć kinematyczny model samego siebie i użyć samomodelu do planowania ruchu, osiągania celów i unikania przeszkód w szerokim zakresie sytuacji. Mogło również automatycznie rozpoznać i skompensować uszkodzenia swojego ciała.

Ramie robota zostało umieszczone wewnątrz koła pięciu kamer wideo, a robot obserwował samego siebie przez kamery, gdy swobodnie poruszał się. Poruszał się i skręcał, aby nauczyć się, jak jego ciało porusza się w odpowiedzi na różne polecenia silnikowe, a po trzech godzinach w końcu przestał. Wewnętrzowa sieć neuronowa robota następnie dokończyła nauki relacji między działaniem silnika robota a zajmowaną objętością w jego środowisku.

Hod Lipson jest profesorem inżynierii mechanicznej i dyrektorem Creative Machines Lab na Columbia.

“Byliśmy bardzo ciekawi, jak robot wyobrażał sobie samego siebie,” powiedział Lipson. “Ale nie możesz po prostu zajrzeć do sieci neuronowej, jest to czarna skrzynka.”

Naukowcy pracowali nad kilkoma technikami wizualizacji, zanim stopniowo pojawił się obraz samego siebie.

“Był to rodzaj delikatnie migającej chmury, która wydawała się obejmować trójwymiarowe ciało robota,” kontynuował Lipson. “Gdy robot poruszał się, migająca chmura delikatnie go naśladowała.”

Model samego siebie robota był dokładny do około 1% jego przestrzeni roboczej.

Potencjalne zastosowania i postępy

Umożliwiając robotom modelowanie samego siebie bez pomocy ludzkiej, eksperci mogą osiągnąć szeroki zakres postępów. Po pierwsze, oszczędza to pracę i pozwala robotowi monitorować swój własny zużycie, wykrywając i kompensując wszelkie uszkodzenia. Autorzy twierdzą, że ta zdolność pomoże systemom autonomicznym stać się bardziej samodzielnych. Jednym z przykładów, które podają, jest robot fabryczny, który mógłby wykorzystać tę zdolność do wykrycia, że coś nie porusza się prawidłowo, zanim wezwie pomoc.

Boyuan Chen jest pierwszym autorem badania. Prowadził prace i jest teraz adiunktem na Uniwersytecie Duke.

“Ludzie mają wyraźne pojęcie siebie,” powiedział Chen. “Zamknij oczy i spróbuj wyobrazić sobie, jak Twoje własne ciało poruszałoby się, gdybyś wykonał pewne działanie, takie jak rozciągnięcie ramion do przodu lub zrobienie kroku do tyłu. Gdzieś w naszym mózgu mamy pojęcie siebie, model samego siebie, który informuje nas o objętości naszego najbliższego otoczenia i o tym, jak ta objętość zmienia się, gdy się poruszamy.”

Lipson pracował przez lata, aby znaleźć nowe sposoby nadania robotom pewnej formy tej samoświadomości.

“Modelowanie samego siebie jest prymitywną formą samoświadomości,” wyjaśnił. “Jeśli robot, zwierzę lub człowiek ma dokładny model samego siebie, może funkcjonować lepiej na świecie, może podejmować lepsze decyzje i ma przewagę ewolucyjną.”

Naukowcy przyznali, że istnieją różne ograniczenia i ryzyka związane z nadaniem maszynom autonomii poprzez samoświadomość, a Lipson upewnia się, że powiedzieć, że konkretny typ samoświadomości w tym badaniu jest “trywialny w porównaniu z tym, co ludzie, ale trzeba zacząć gdzieś. Musimy iść powoli i ostrożnie, aby móc czerpać korzyści, minimalizując ryzyko.”