Встречайте - эмоциональный робот

На модерации Отложенный

Nexi, она хорошая. У неё столь живое лицо, что начинаешь общаться на равных. И её совсем не хочется расстраивать. Заботиться и ухаживать – вот что хочется. А ещё возникает непреодолимое желание пройтись по всему репертуару доступной мимики. Что и говорить, задумана девочка-робот с прицелом на будущее. Роботизированное. В общем, они уже идут за вами!

Будущее, заметим, оно уже не то, что раньше. Мир роботов Азимова, с подкупающей реалистичностью экранизированный Голливудом всего лишь несколько лет назад, сегодня не кажется чем-то заоблачно фантастическим. Хотя бы в силу того, что подумать об этом и представить во всей красе многим уже удалось.

Но и технический прогресс старается не отставать. Учёные взялись за дело всерьёз, и затянувшаяся пьеса "В ожидании искусственного интеллекта" не означает, что он совсем не придёт. Наоборот, перспективы кажутся настолько осязаемыми, что возникла необходимость придать, как говорится, нашим будущим соплеменникам человеческое лицо.

Принципиальная схема развития "эмоциональной" робототехники для большинства проектов выглядит примерно так. Однако, как заявляют массачусетские учёные, до сих пор обучающиеся и коммуникативные системы не были адекватно реализованы "в металле" – лишь на компьютерных тренажёрах (иллюстрация Coradeschi et al./MEMBRANA).

Впрочем, антропоморфные машины нужны исключительно для служения человеку. Охранять границы человекоподобными роботами – не совсем разумно. Для этого вполне подойдут и бесплотные сущности. Обычная колючка и датчики движения – уже неплохо.

А вот "приручить" думающих роботов, помочь людям пообвыкнуть в общении с ними – совсем другая история. В конце концов, лучший интеллект на сегодняшний день – человеческий. И большинство AI-проектов (и прожектов) представляют собой некое его подобие. Логично и вполне естественно сделать соответствующую внешнюю оболочку.

Именно для этих целей группа разработчиков из Массачусетского технологического института (MIT) и придумала Некси (Nexi), робота с детским лицом и недетским набором эмоций.

 

 

По официальной версии, это – "платформа для исследовательских проектов в области взаимодействия человек-робот и робот-робот". Если перевести на простой язык, это означает: подготовить людей к машинам, а последних научить ещё и между собой общаться.

Каким образом? По аналогии с человеком – используя подражательное поведение, то есть имитируя манеру общения и эмоции Homo sapiens.

Для этого команда из MIT задумала создать группу из четырёх андроидов – мобильных, умеренно сообразительных и имеющих человекоподобные системы коммуникации. Новый "революционный" класс самодвижущихся и общительных роботов получил название MDS (Mobile/Dexterous/Social – мобильные/сообразительные/общительные).

Сходство с человеком может упростить и ускорить обучение людей общению с техникой – сплошь роботизированной по нынешним временам. Бабушки в возрасте могут и не звать внуков, если у них есть такая внучка (иллюстрация MIT).

Некси – первенец американских учёных. И она уже способна на многое. Например, на простейшие типы ответной реакции при общении с человеком. То ли ещё будет!

Способность к самообучению – в духе Терминатора – ставится в проекте MDS во главу угла. Робот должен не просто демонстрировать человекоподобные ужимки, но и угадывать или, вернее, планировать свою реакцию на тот или иной раздражитель. И вести себя соответственно.

В случае с Некси в качестве принципиальной основы для репликации были взяты дети. Их внутренний мир достаточно хорошо изучен, более примитивен с точки зрения формирования ответной реакции (в сравнении с "продуманными" взрослыми). И при этом непосредственен.

Эмоциональная сфера ребёнка формируется в первую очередь через подражательное поведение. А образцом для подражания выступает взрослый. Человек разумный.

У нексиного лица – 15 степеней свободы (иллюстрация MIT).

Конкретные результаты такого подхода – очень правдоподобное копирование лицевой мимики и реакции на те или иные раздражители.

С технической точки зрения система мимикрии реализована не то чтобы уж очень навороченно, но достаточно замысловато.

Механизм поворота девичьей шеи имеет четыре степени свободы, а сама голова движется "с человеческой скоростью", то есть максимально правдоподобно в динамике. Благодаря этому робот умеет кивать, качать головой или смотреть по сторонам.

Лицо Некси способно выражать основные эмоции: она может пристально смотреть на вас, может удивлённо вскидывать брови, кокетливо хлопать ресницами или прищуривать веки, а также привлекает к экспрессии подбородок.

Эмоции – врождённый механизм, но внешние проявления эмоций не всегда являются врождёнными – некоторые приобретаются в результате обучения и воспитания (например, интенсивная жестикуляция у южных народов). Этому и собираются научить девочку-робота (иллюстрация MIT).

А вот и самое интересное – системы коммуникации. Глаза девочки-робота скрывают две камеры на светочувствительных фотодиодах (CCD), а в качестве "третьего глаза" установлена активная инфракрасная камера (active 3D IR camera), которая позволяет получать трёхмерные снимки окружающих предметов.

С учётом того, что современная техника фиксирует многие невидимые человеческим взглядом проявления эмоций (внешние приметы которых, в свою очередь, заботливо описаны физиологами), у Некси есть все шансы стать более проницательной, чем иные люди. По крайней мере, просчитывать свою реакцию заранее – точно.

Кстати говоря, органы чувств визуальной составляющей не ограничиваются: на голове установлены четыре микрофона – для "эхолокации" собеседника и – в будущем – для распознавания речи. А вот устройство для её синтезирования уже имеется. Есть и специальные тактильные сенсоры по всему телу. Пардон, корпусу.

 

 

Действительно, Некси – это не только ценная мимика, но способность активно проявлять себя в пространстве.

В первую очередь – передвигаться, огибая препятствия.

"Тело" робота реализовано на платформе мобильного манипулятора uBot-5 работы мастеров из соседнего университета в Амхерсте (UMASS Amherst). А uBot-5, в свою очередь, построен на шасси Segway. По словам разработчиков, такая конструкция позволяет уверенно передвигаться в закрытых помещениях.

У Некси есть не только "ноги", но и две полномасштабные автоматизированные руки – с хватательным механизмом, близким по своим характеристикам человеческой кисти, и вращающимся плечевым суставом, обеспечивающим "невиданную свободу движения".

Усилиями обеих рук Некси может поднять около 4,5 килограмма. Длина их обусловлена не только индивидуальными потребностями робота, но и возможностью использования их в коммуникативных экспериментах – например, когда роботов MDS просят совместными усилиями поднять что-нибудь тяжёлое и перенести на другое место. На двух фото справа – платформа uBot-5 в своём первозданном виде (фото MIT, flickr.com/sbisson).

У предплечья и кистей – по пять степеней свободы. На каждой ладони по четыре пальца, один из которых указательный, а один – большой, противопоставленный трём остальным по аналогии с человеком разумным.

Девочка может аккуратно что-то брать и вертеть в руках – пальцы у неё гибкие. Теоретически роботы MDS должны научиться подключать жестикуляцию к лицевой экспрессии.

Источник энергии – либо литиево-ионные батареи (для автономного передвижения), либо электричество из розетки (для статичных мизансцен).

Специальная система датчиков обеспечивает устойчивость и координацию движений, а ориентирование на местности и объезд препятствий возможны благодаря встроенному комнатному лазеру. Соответствующая программная оболочка реализована на базе Linux.

Пальцы робота состоят из трёх фаланг – как у человека (фото MIT).

Вот вкратце основные ТТХ эмо-робота. Пора задуматься о перспективах и осуществимости замыслов.

Появления персональных роботов, призванных облегчить жизнь человеку, а где-то и разнообразить (или даже одушевить) её, в настоящий момент с энтузиазмом ждут в системе здравоохранения, ухода за пожилыми людьми (на Западе это целая индустрия) и в образовательной сфере.

Хотя достижения в развитии самообучающихся роботов значительны, полностью реализовать эту концепцию без привлечения искусственного интеллекта вряд ли получится.

Но к тому моменту, когда это произойдёт, надеются массачусетские учёные, всё уже будет готово к тому, чтобы упаковать интеллект в соответствующую оболочку. Это как современная электронная начинка у самолётов: без неё они на поле боя малопригодны, но и на кукурузник продвинутые "мозги" ставить бессмысленно.

(фото с сайта industryweek.com).

Немного смущает лишь то, что строгой теории эмоций не существует. Не говоря уже о том, что наука не знает, что такое "интеллект" – это, по большому счёту, условное понятие. Впрочем, многие ответные реакции можно алгоритмизировать и ручками, без AI.

Но вот какая штука: человек действует только тогда, когда его действия имеют смысл. Причём речь не о каком-то идеалистическом "смысле жизни", а о вполне конкретных унаследованных биохимических комплексах, сигнализаторами которых и являются эмоции.

Не совсем понятно, чем себя будут стимулировать роботы. Может, изощрёнными формами нулей и единичек, а может, и ещё чем. Но есть шанс, что их эмоции будут проявляться в совершенно неподходящих для этого ситуациях. Тогда весь проект – насмарку.

Ещё среди возможных рисков, наверное, стоит упомянуть подвижность чувственной сферы, которая необходима для гибкости и адаптации. Что из этого следует? Эмоции нужно воспитывать. И для девочки Некси – по аналогии со вполне реальными детьми – это очень актуально. К чему приведёт подражание множественным "родителям" – большой вопрос.

	Помимо "эмо-проекта" планируется создать симулятор виртуальной реальности для роботов MDS – в нём будут проводиться групповые "психологические" тренинги. К основному симулятору будет прилагаться дополнительный – для создания атмосферы и реализации "жёстких сценариев". Неудивительно: он разрабатывается на базе движка Unreal Tournament 2004 (иллюстрация MIT).

А в нынешнем виде антропоморфность машины может сыграть злую шутку: у человека возникнет иллюзия, что робот понимает больше, чем он может на самом деле.

Но есть, есть и плюсы, конечно. Помимо собственно крутизны Некси можно упомянуть симпатичность концепции искусственного лица. Женщины-андроиды, о которых мы писали и не раз и которые стремятся к полному "образу и подобию", оставляют после себя лёгкое чувство ужаса. От вроде бы человеческого лица как-то не по себе.

Да и сама идея о подражании очень хороша. В конце концов, специалисты MIT подчёркивают, что разработка "заточена" под эмпирическую модель. С помощью Некси и её будущих братьев и сестёр они хотят понять, что люди ожидают от роботов и в какой степени они это получат.

Иначе чем посредством опыта это сделать действительно невозможно.