Создан первый в своём роде робот, "осознающий себя"

Робот самостоятельно собирал информацию об устройстве собственной "руки".

Робот самостоятельно собирал информацию об устройстве собственной "руки".
Фото Robert Kwiatkowski/Columbia Engineering.

Деформированный манипулятор в нескольких положениях.

Деформированный манипулятор в нескольких положениях.
Иллюстрация Robert Kwiatkowski/Columbia Engineering.

Робот самостоятельно собирал информацию об устройстве собственной "руки".
Деформированный манипулятор в нескольких положениях.
Инженеры разработали робота, который на основе опыта создаёт модель собственного устройства и использует её для решения задач, а также может обнаруживать повреждения своего "тела".

Специалисты создали робота, который создаёт модель строения собственного "тела", исходя из опыта движений. Эти знания он использует для более эффективного выполнения заданий. Также подобная рефлексия позволяет ему находить повреждения в своём "организме" и адаптироваться к ним.

Описание разработки опубликовано в журнале Science Robotics Робертом Квятковским (Robert Kwiatkowski) и Ходом Липсоном (Hod Lipson) из Колумбийского университета в Нью-Йорке.

Учёные считают, что, возможно, именно представление системы о самой себе поможет выйти за рамки "узкого искусственного интеллекта", приспособленного лишь для решения конкретной задачи, и наделить его более универсальными способностями.

"Если мы хотим, чтобы роботы стали независимыми, быстро адаптировались к сценариям, непредвиденным их создателями, то очень важно, чтобы они учились моделировать себя", – говорит Липсон.

Рабочим "органом" нового робота стал шарнирный манипулятор с четырьмя степенями свободы. При этом в электронный "мозг" системы изначально не было заложено никаких знаний о его форме, а также сведений по физике и геометрии.

Робот совершал случайные движения манипулятором и для каждой полученной траектории фиксировал в памяти положение около ста точек на его поверхности. Искусственный интеллект, основанный на глубоком обучении, извлекал из этих "упражнений" информацию об устройстве руки. Через 35 часов подобных манипуляций, опробовав более тысячи траекторий, робот построил модель устройства собственного тела.

Она помогла ему быстро научиться захватывать предметы и перемещать их в сосуд. В задании с обратной связью, когда системе сообщали, в нужную ли сторону движется манипулятор (так же человек видит, туда ли он потянулся рукой), эффективность решения этой задачи достигла 100%.

Следующим был "слепой" тест, когда искусственный интеллект не знал, насколько правильные движения он совершает, и ориентировался только на собственную модель устройства манипулятора.

"Это всё равно, что пытаться взять стакан воды с закрытыми глазами. Этот процесс труден даже для людей", – объясняет Квятковский.

Тем не менее и в этом сложном задании эффективность "рефлексирующего робота" осталась довольно высокой: 44%.

Авторы тестировали своё детище и в другой деятельности. Например, ему поручали писать маркером по доске. С этой задачей робот тоже справился удовлетворительно.

Деформированный манипулятор в нескольких положениях.

Наконец, исследователи "сломали" устройство. Они заменили одну из деталей манипулятора на дефектную, специально изготовленную на 3D-принтере. Проверка показала, что робот обнаружил неполадку, скорректировал "представление о себе" и стал выполнять задания почти столь же эффективно.

Авторы полагают, что подобные разработки могут помочь постичь тайны самосознания человека.

"Философы, психологи и учёные, работающие в области познания, тысячелетиями размышляли о природе самосознания, но добились относительно небольшого прогресса, – отмечает Липсон. – Мы по-прежнему скрываем наше непонимание с помощью субъективных терминов <…>, но теперь роботы заставляют нас переводить эти смутные понятия в конкретные алгоритмы и механизмы".

По мысли исследователей, следующим шагом должен стать робот, который строит модель собственного мышления. Не исключено, что этот путь однажды приведёт нас к машине, которая спросит: "Создатель, что я такое?".

К слову, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) писали о других одарённых роботах, один из них научился узнавать себя в зеркале, а второй обучается подражать человеку после одного просмотра соответствующего видеоролика.