Egy robot már megtanulta elképzelni önmagát, a világon elsőként

A Columbia mérnökei által létrehozott robot megtanulja, hogy ne a környezetét, hanem önmagát értse meg. Egyszerűáen úgy teszi mint az ember: felfgogja, érzékeli, megismeri majd megérti a létezését. Csodás világ az, ahol a folyamatok emberi oldalát vizsgáló robot, rálel a létezése értékére és okára.

A testünkről alkotott képünk nem mindig helyes vagy reális, ahogy azt minden sportoló vagy divattudatos ember tudja, de ez döntő tényező abban, hogyan viselkedünk a társadalomban. Az agyunk folyamatosan készül a mozgásra, miközben labdázunk vagy öltözködünk, hogy a testünket ütközés, botlás vagy elesés nélkül mozgatni tudjuk.

Az emberek már csecsemőkorban kialakítják a testmodelljeinket, és a robotok is kezdik ugyanezt tenni. A Columbia mérnöki karának egy csapata ma mutatta be, hogy kifejlesztettek egy olyan robotot, amely először képes megtanulni az egész testének modelljét a semmiből, emberi segítség nélkül. A kutatók a Science Robotics című szaklapban nemrég megjelent tanulmányukban ismertetik, hogyan épített fel robotjuk egy kinematikai modellt magáról, és hogyan használta ezt a modellt a mozgások megtervezéséhez, a célok eléréséhez és az akadályok kikerüléséhez különböző forgatókönyvekben. Még a testét ért sérüléseket is automatikusan felismerte és korrigálta.

A robot úgy nézi magát, mint egy csecsemő, aki a tükörteremben vizsgálja magát.

A kutatók egy robotkart helyeztek el egy öt streaming videokamerát tartalmazó körben. A robot a kamerákon keresztül figyelte magát, miközben szabadon hullámzott. Mint egy csecsemő, aki először fedezi fel magát a tükörteremben, a robot tekergőzött és vonaglott, hogy megtanulja, hogyan mozog a teste a különböző motoros parancsokra. Körülbelül három óra elteltével a robot megállt. Belső mély neurális hálózata befejezte a robot motoros műveletei és a környezetében elfoglalt térfogat közötti kapcsolat megtanulását.

„Nagyon kíváncsiak voltunk, hogyan képzeli el magát a robot” – mondta Hod Lipson, a gépészmérnöki kar professzora és a Columbia Creative Machines Lab igazgatója, ahol a munkát végezték. „De nem lehet csak úgy belekukkantani egy neurális hálózatba, az egy fekete doboz”. Miután a kutatók különböző vizualizációs technikákkal küszködtek, fokozatosan alakult ki az önkép. „Egyfajta finoman villódzó felhő volt, amely úgy tűnt, hogy elnyeli a robot háromdimenziós testét” – mondta Lipson. „Ahogy a robot mozgott, a villódzó felhő finoman követte azt”. A robot önmodellje a munkaterületének körülbelül 1%-áig pontos volt.

Az önmodellező robotok önállóbb autonóm rendszerekhez fognak vezetni

A robotok azon képessége, hogy mérnökök segítsége nélkül is képesek legyenek önmagukat modellezni, több okból is fontos: Nemcsak munkaerőt takarít meg, hanem lehetővé teszi a robot számára, hogy lépést tartson saját kopásával és elhasználódásával, sőt felismerje és kompenzálja a sérüléseket. A szerzők szerint ez a képesség azért fontos, mert az autonóm rendszereknek nagyobb önállóságra van szükségük. Egy gyári robot például észlelhetné, hogy valami nem megfelelően mozog, és kompenzálhatná vagy segítséget hívhatna.

„Nekünk, embereknek egyértelműen van fogalmunk az énről” – magyarázta a tanulmány első szerzője, Boyuan Chen, a munka vezetője, aki jelenleg a Duke Egyetem adjunktusa. „Csukjuk be a szemünket, és próbáljuk meg elképzelni, hogyan mozogna a saját testünk, ha valamilyen cselekvést végeznénk, például előre nyújtanánk a karunkat, vagy hátrálnánk egy lépést. Valahol az agyunkban van egy elképzelésünk önmagunkról, egy én-modell, amely tájékoztat minket arról, hogy a közvetlen környezetünk milyen terjedelmét foglaljuk el, és hogy ez a terjedelem hogyan változik, ahogy mozgunk”.”

A robotok öntudata

A munka része Lipson több évtizedes kutatásának, amelynek célja, hogy módot találjon arra, hogy a robotoknak valamiféle öntudatot adjon. „Az önmodellezés az öntudatosság egy primitív formája” – magyarázta. „Ha egy robot, állat vagy ember pontos önmodellel rendelkezik, akkor jobban tud működni a világban, jobb döntéseket tud hozni, és evolúciós előnyt élvez.”

A kutatók tisztában vannak a korlátokkal, kockázatokkal és ellentmondásokkal, amelyek a gépeknek az önismeret révén nagyobb önállóságot biztosítanak. Lipson gyorsan elismeri, hogy az ebben a tanulmányban bemutatott öntudatosság – mint megjegyezte – „jelentéktelen az emberekéhez képest, de valahol el kell kezdeni. Lassan és óvatosan kell haladnunk, hogy a kockázatok minimalizálása mellett élvezhessük az előnyöket”.

Forrás: „Fully body visual self-modeling of robot morphologies” – Boyuan Chen, Robert Kwiatkowski, Carl Vondrick és Hod Lipson, 2022. július 13., Science Robotics.