Робот навчився розуміти себе без допомоги людини

Інженери Колумбійського університету школи інженерії та прикладних наук створили першого робота, який може навчитися моделі всього свого тіла з нуля, все без допомоги людини.

Дослідження було опубліковано в Science Robotics.

Навчання Робота

Дослідники показали, як робот може створити кінематичну модель себе та використовувати самомодель для планування руху, досягнення цілей та уникнення перешкод у широкому діапазоні ситуацій. Він також міг автоматично розпізнавати та компенсувати пошкодження свого тіла.

Роботична рука була розміщена всередині кола з п’яти потокових відеокамер, і робот дивився на себе через камери, поки рухався вільно. Він рухався та згинався, щоб дізнатися точно, як його тіло рухалося у відповідь на різні двигунні команди, і після трьох годин він нарешті зупинився. Внутрішня глибока нейронна мережа робота тоді завершила навчання відносини між дією робота та займаною об’ємом у його середовищі.

Ход Ліпсон є професором механічної інженерії та директором лабораторії творчих машин Колумбійського університету.

“Ми були дуже цікаві побачити, як робот уявляє собі себе”, сказав Ліпсон. “Але ви не можете просто подивитися у нейронну мережу, це чорна скринька.”

Дослідники працювали над кількома методами візуалізації, перш ніж самообраз робота поступово з’явився.

“Це був якийсь м’яко мерехтливий хмар, який здавався огортати тривимірне тіло робота”, продовжував Ліпсон. “Коли робот рухався, мерехтливий хмар м’яко слідував за ним.”

Самомодель робота була точною до близько 1% його робочого простору.

Потенційні Застосування та Розробки

Дозволяючи роботам моделювати себе без допомоги людини, експерти можуть досягти широкого діапазону розробок. По-перше, це економить труд і дозволяє роботам контролювати свій зношування, виявляючи та компенсуючи будь-які пошкодження. Автори стверджують, що ця здатність допоможе автономним системам бути більш самодостатніми. Одним з прикладів, які вони дають, є фабричний робот, який міг би використовувати цю здатність, щоб виявити, що щось не рухається правильно, перш ніж викликати допомогу.

Боюань Чен є першим автором дослідження. Він очолив роботу та зараз є асистентом професора в Університеті Дюка.

“У людей явно є поняття про себе”, сказав Чен. “Закрийте очі та спробуйте уявити, як ваше власне тіло рухалося б, якщо б ви мали зробити якийсь рух, такий як розтягнути руки вперед або зробити крок назад. Десь всередині нашого мозку ми маємо поняття про себе, самомодель, яка інформує нас про об’єм нашого безпосереднього оточення, який ми займаємо, і як цей об’єм змінюється, коли ми рухаємося.”

Ліпсон працював протягом років, щоб знайти нові способи надати роботам якусь форму цієї самосвідомості.

“Самомоделювання є примітивною формою самосвідомості”, пояснив він. “Якщо робот, тварина чи людина має точну самомодель, він може функціонувати краще у світі, він може приймати кращі рішення та має еволюційну перевагу.”

Дослідники визнали різні обмеження та ризики, пов’язані з наданням машинам автономії через самосвідомість, і Ліпсон наголошує, що конкретний тип самосвідомості в цьому дослідженні є “незначним порівняно з людиною, але ви повинні почати з чогось. Ми повинні рухатися повільно та обережно, щоб ми могли отримувати користь, мінімізуючи ризики.”