Этот эксперимент проводит парижская лаборатория информатики Sony (Sony Computer Science Laboratory Paris), единственная лаборатория Sony по компьютерным наукам, находящаяся вне Токио.
Её исследователи выступают на научных симпозиумах и издают работы в академических журналах, хотя очень часто то, чем они занимаются, больше напоминает игры, или так называемое техно-искусство (ArtBots).
Однако, это вполне серьёзные исследования. В частности, проект "Игровая площадка" (Playground Experiment), который находится на стыке психологии, биологии и робототехники.
Авторы решили выяснить, как дети в возрасте до одного года учатся взаимодействовать с окружающим миром. Только вот средство выбрали неожиданное для такой цели — собачку Aibo. Нет, дети не играют с электронным псом. Сама собака-робот выступает в качестве модели ребёнка.
Корректные модели для процессов, происходящих в голове малыша — это большой вызов для учёных. Во множестве работ описано, как люди получают новые навыки, предлагая связь между сенсорно-моторным развитием и познавательными функциями.
Но немного существует моделей, способных объяснить, как всё же такие навыки появляются и показывают способность к самоорганизации. Имеются в виду модели низкого уровня, описывающие самые примитивные правила поведения.
Все собаки Aibo на это способны, но, в общем-то, в весьма простой степени. Однако одна Aibo, живущая в столице Франции, существенно отличается от собратьев.
Этой собачке программисты проекта "вживили" любопытство, чтобы исследовать мотивации, заставляющие робота непрерывно пробовать этот мир "на вкус".
Какие мотивации могут у машины, у неё ведь и свободы воли нет? Ну, всё относительно.
Итак, наш необычный робот оборудован основными моторными "примитивами" (простыми программами контроля всех видов движений каждой конечности в отдельности).
Никаких сложных программ (типа согласования движений лап и головы) там не было, это было имитацией новорождённого, который ничего ещё не умеет. В том числе — правильно двигаться. Собака должна всему научиться сама.
Эти примитивы запускает в действие оригинальный программный движок под названием "Интеллектуальное адаптивное любопытство" (Intelligent Adaptive Curiosity).
Он осмысленно выбирает действие собаки в зависимости от ситуации и получает обратную связь в виде сигналов видеокамеры, инфракрасного сенсора, датчика касания и сенсоров положения конечностей и тела.
1. Система предсказания, выявляющая результат действий робота в той или иной ситуации и прогнозирующая такие результаты в дальнейшем.
2. Мета-система предсказания, которая систематизирует ошибки первой системы, а также учится предсказывать и их изменение в течение долгого времени, сравнивая результат воздействия робота на объекты с чередой результатов, достигнутых в похожих ситуациях.
3. Модуль выбора действия, который выбирает "поступки" с максимальным ожидаемым сокращением величины ошибки (промаха).
Такой "самомотивированный" робот сосредотачивается на задачах (действиях), которые ни слишком предсказуемы, ни слишком трудны, чтобы их результаты можно было прогнозировать.
Это гарантирует плавное и непрерывное развитие в собаке всё более и более сложных образчиков поведения. А разве это не похоже на действия малыша?
Сам эксперимент состоял в помещении собачки-робота в игровой манежик с целым рядом предметов.
Некоторые из них были прямо под ногами, другие поодаль, но до них можно было дотянуться. К третьим нужно было пройти несколько шагов, наконец, оставшиеся — просто были видны, но недостижимы.
И что же? К удивлению исследователей, постаравшихся составлять программы так, чтобы у машины было как можно меньше предопределённых действий и как можно больше "творческих", незапланированных движений, Aibo поступила так, как поступает младенец.
Во второй фазе робот перешёл к простым действиям, типа попыток повернуться и "укусить" предмет, но, однако же, без специфических выбранных заранее целей.
В третьей фазе начали преобладать более сложные виды моторных программ: собака пробовала перемещать ноги, наблюдая за результатом.
В четвертой и пятой фазе робот начал выполнять действия по отношению к достижимым объектам: пытался укусить их, затем — ударить лапой.
Все эти переходы и фазы не были предопределены, они — результат самоорганизации программы внутри машины, свободная эволюция правил поведения, в зависимости от опыта собаки.
Так, постепенно робот учился и узнавал, что этот шарик будет качаться на верёвочке, если по нему ударить, и может задеть, если не отойти, а вот эта игрушка мешает пройти к вот той, а та штуковина находится далеко за границей "мира" и так далее, и тому подобное.
Мир собаки, конечно, был очень мал и сравнительно прост, но зато авторы проекта показали, что в поведении младенцев и их робота есть общие черты, а значит — составленные правила и принципы самоорганизации могут рассматриваться как возможная модель познания окружающего маленьким человеком.
Пусть модель неполная и наверняка не отражающая всю картину. И всё же. Это один из тех случаев, когда люди, обучившие чему-то робота, в свою очередь, научились у машины.
А интересно, насколько эти исследования далеки от создания роботов-детей?
Автомобили
Наука