Люди цивилизованного мира не могут представить себе мир без «умных» устройств. Искусственный интеллект и робототехника сейчас это области, которые, без сомнения наиболее активно развивающимися научными отраслями, прогресс которых окружает нас повсеместно. Кажется, что они с нами давно и мы даже не замечаем того, что нас окружает море технологий, связанных с робототехникой и искусственным интеллектом. Но так ли эти машины умны? На чем основан этот «ум»? Как он появился? Когда мы говорим об умных устройствах, то у нас возникает много вопросов на разные темы и на многие из них можно дать ответ. Давайте рассмотрим ответы на некоторые вопросы о том, как устройства обрели ум? Что такое робот и робототехника? А искусственный интеллект?
Робот — автоматическое устройство, предназначенное для осуществления различного рода механических операций, которое действует по заранее заложенной программе.
Интересный факт
Впервые термин робот появился в пьесе «R.U.R» (Rossum’s Universal Robots, 1917) автора Карла Чапека в соавторстве со своим братом Йозефом. В ней повествуется о создании отцом и сыном производства роботов.
Один из героев пьесы, генеральный директор компании «РУР», отвечая на вопрос «что такое роботы?», говорит: «Роботы — это не люди… они механически совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души». Так впервые появилось новое понятие «робот», которое вскоре стало играть важную роль не только в фантастической литературе, но и в науке и технике.
Сейчас мы можем сказать, что это определение данного слова достаточно точно, даже сейчас роботов воспринимают как что-то, что обладает высокой физической силой и умом, но не имеющее души и сознания.
Термин робототехника обозначает отрасль науки, которая занимается разработкой роботизированных, автоматических систем. Робототехника направлена на разработку, производство и создание роботов. Цель робототехники является создание автоматических устройств, которые делают сложные или невозможные для людей задания.
История робототехники иллюстрирует путь этой научной отрасли, через него можно рассмотреть связь робототехники и Искусственного Интеллекта.
Ниже приведены ключевые даты в развитии робототехники:
1942 — Три Закона Робототехники Айзека Азимова
1948 — роботы-черепахи Грея Уолтера
1950 — тест Тьюринга (встал вопрос: «Существуют ли цифровые компьютеры, которые можно представить в игре-имитации?»)
1951 — создание искусственных нейронных сетей
1954 — создание первого программируемого робота манипулятора Unimate
1966 — разработка ELIZA — прообраза Siri
1966 — разработка первого мобильного робота робота Шеки
1969 — предложена идея «backprop»
1969 — НАСА приземлилась на Луну
1986 — тест-драйв первой автономной машины
1996 — Deep Blue побеждает Гарри Каспарова в шахматах
2000 — Honda выпускает ASIMO
2004 — IBM начинает разработку Watson (разработка суперкомпьютера)
2015 — Робот продемонстрировал сознание в логической головоломке "Мудрецы"
2016 — AlphaGo побеждает Ли Седола в игре Го
2017 — AlphaGo Zero изучает Го за три дня без посторонней помощи
Что же такое искусственный интеллект и как он развивался?
Искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и нейронные сети — термины, используемые для описания мощных технологий, базирующихся на машинном обучении, способных решить множество задач из реального мира.
Искусственный интеллект — это область науки и инжиниринга, занимающаяся созданием машин и компьютерных программ, обладающих интеллектом. Она связана с задачей имитации операций человеческого интеллекта машинами; такая система/машина способна к постоянному самообучению в процессе сбора информации.
Ученые говорят о том, что ИИ имеет высокие перспективы как отдельное направление науки , так и как дополняющий элемент в сфере робототехники , сейчас мы можем рассмотреть кейсы, основанные на данном симбиозе.
Так же стоит сказать о том, что существует сильный (General AI) и слабый (Narrow AI) ИИ. Основное их различие в сходстве с человеческим интеллектом.
Критерий сильного ИИ – это знаменитый тест Тьюринга. Если при общении с компьютером посредством анонимного канала связи вы не сможете понять кто на том конце провода, человек или машина, то можно считать, что такой компьютер-собеседник действительно мыслит. Суть этого теста в том, что сколько не запоминай ответы, которые дают люди на те или иные вопросы и сколько не накапливай фраз, уместных в определенные моменты, всегда найдется ситуация, когда «механический» ответ будет невозможен.
В данный момент люди могут использовать лишь операции слабого ИИ, однако это не мешает получать людям огромное количество практических внедрений данной технологии в робототехнику в виде систем искусственного интеллекта.
Проекты могут иметь с разными отраслями. Уже сейчас мы видим умную автономную технику во всех сферах жизни, роботизацию производств, медицинского сектора, сельского хозяйства и так далее. Робототехника становится частью нашей реальности.
Спрос на искусственный интеллект и новые технологии растет, что толкает отрасль к развитию. Можно сказать, что мы движемся к сверхразумным компьютерам, ведь скорость развития цифрового мира поражает. Для робототехники это значит качественный рост высокотехнологичных устройств, которые будут участвовать в экономике.
Близкой целью в развитии интеллектуальных роботов можно назвать автономность, которая достигается через технические системы, осложненные ИИ.
Важно заметить, что стратегии развития робототехники неразрывно связаны с цифровизацией. Чем выше скорость развития ИИ, тем больше возможностей для интеграции в умные машины есть у людей. Есть разные сценария развития искусственного интеллекта:
Медленное развитие займет сотни лет, но человечество сможет проработать стратегию развития при любом исходе и будет развиваться, строя нужные механизмы защиты и взаимодействия.
Противоположной стратегией является быстрое развитие, при котором нас с большей вероятностью будет ждать не такой приятный исход, и такая стратегия вполне имеет место. Однако в современных реалиях исход видится более благоприятным.
Все это будет вести робототехнику вперед, сейчас мы наблюдаем за созданием человекоподобных и животно подобных роботов, таких как роботы Atlas от Boston Dynamics. Эти роботы умеют прыгать, ходить, преодолевать полосу препятствий и переносить вещи, даже делать сальто. Предназначены они для поисково-спасательных операций. Являются практически самыми развитыми роботами в мире. Так же стоит обратить внимание на роботов от InMoov, вот что пишет их создатель в социальных сетях о своем проекте: Первый 3D-робот-гуманоид в натуральную величину с открытым исходным кодом, разработанный Гаэлем Ланжевеном и работающий на базе MyRobotLab.
Важно отметить и коммерчески успешных роботов, которые выполняют совершенно разные задачи: например, системы, обслуживающие склады. За первые десять месяцев этого года предприятия США заказали 29 тыс. роботов — на 37% больше, чем за аналогичный период прошлого года. В общей сложности промышленный сектор США потратил в этом году уже $1,48 млрд на автоматизацию своей работы. Общее число заказанных американскими компаниями роботов в этом году уже превышает 29 тыс. машин. Среди этого и множества автоматизированные конвейеры, и более футуристичные манипуляторы, они могут повторять ручной труд, используя в частности технологии машинного зрения и интернета вещей. Хорошей иллюстрацией работы роботизированных предприятий служит Amazon. Именно технологии ИИ помогли компании сильно сэкономить на логистике внутри складов и доставке. (сейчас время доставки в распределительном центре это 30 минут, а ее стоимость для Амазон- 1$, при площади центра в 200000 м2)
Робототехника благодаря актуальным интеллектуальным технологиям идет к полностью автономным интеллектуальным роботам, вид которых будет разниться в зависимости от задач. Актуальная социальная повестка, направленная на человеческий комфорт без потери пользы для мира вокруг создаст потребность в личных роботизированных помощниках, выполняющих как простые бытовые задачи, так и сложные, требующие высокой квалификации и навыков, сознания. Заводам, фабрикам, разным компаниям будет необходима техника, способная выполнять разные задачи- отвести заказ клиенту, разобрать склад, провести лекцию, помочь сориентироваться в аэропорте или даже с помощью знаний, полученных в процессе обучения, составлять себе или другим (людям и роботам) план работы.
Роботы начнут учиться, это происходит уже сейчас. Это можно увидеть на примере проектов с участием нейросетей, и машинного обучения. На ролике, представленном ниже, робот научился собирать кубик Рубика с нуля. Для обучения создателям потребовалось около 50 часов и за это время она получила опыт в примерно 100 человеческих лет! (В примечании вы можете найти прекрасное видео OpenAl)
Ссылка на видео от OpenAl, авторов этого робота
Интересный факт
Эффект зловещей долины?
Японский ученый-робототехник Масахиро Мори выдвинул идею: чем сильнее мы будем стараться, чтобы роботы были похожи на людей, тем больше отторжения они будут вызывать. Это будет происходить, пока не удастся преодолеть гипотетический провал, обозначенный как «зловещая долина». Для наглядности ученый создал график того, как может выглядеть этот путь развития человекоподобных роботов. Происходит это отторжения из-за того, что человек не в силах соотнести себя с существом, которое лишь в деталях отлично от него самого. Однако высокопроизводительные устройства позволят использовать в играх настолько детализированные и правдоподобные модели персонажей, что у игрока не будет развиваться эффект зловещей долины. Произойдет это в ближайшие несколько десятилетий или даже лет.
Многие ученые считают, что робототехника не связана с искусственным интеллектом напрямую. Ее относят к инженерным областям науки, а технологии ИИ относят к информационным наукам. И частично я с ними согласна: преподавание робототехники обычно включено в курс инженерных специальностей технических высших учебных заведений. Однако я считаю, что робототехника неразрывно связана с программированием и искусственным интеллектом из-за необходимости программного обеспечения для роботов. Мы прошли этап умозрительной науки и в будущем нас ждут сложные системы, в которых разные отрасли науки будут иметь связь и даже зависимость. Сейчас цифровой мир опережает физический и потому может показаться, что робототехника развивается не так стремительно, как информатика. Однако именно цифровой скачок в разы увеличивает скорость развития робототехники и экономики, что важно государству и бизнесу. Однако эволюция искусственного интеллекта оставляет много вопросов, ведь миру придется сильно поменяться, чтобы принять новое. Пока мы не знаем, как ответить на такие вопросы технологической революции как: Как общество будет взаимодействовать с различными уровнями ИИ?
Какими правами будут обладать разумные роботы?
Как ИИ будет воздействовать на окружающий мир? Как справляться с экономическими и научными вызовами?
Важно понимать, чего ждут разные люди от робототехники, чтобы ответить на эти вопросы. Пока люди могут ответить на актуальные вопросы о влиянии отрасли на будущее технологий в мире.
Вот что представители разных компаний говорят о влиянии искусственного интеллекта и машинного обучения на конструкции роботов так:
Томас Эванс - Honeywell Intelligrated: искусственный интеллект и машинное обучение имеют решающее значение для роботизированных систем на складе и в пространстве ЦОД (Центр Обработки Данных) из-за переменных в повседневной деятельности, сезонных изменений упаковки и объема, а также из-за того, что конечные пользователи хотят иметь адаптируемое решение во всех вариациях, сохраняя при этом максимальную производительность. Без ИИ и машинного обучения алгоритмы и системы, развернутые в ЦОД, постоянно применяли бы решения и решения прошлого к проблемам, с которыми сталкиваются в настоящем.
Стивен Хогг - Bastian Solutions: ИИ позволяет роботизированной системе учиться и адаптироваться к состоянию и вариациям продукта. Несколько роботов используют одно и то же программное обеспечение, поэтому они могут учиться друг у друга и совершенствоваться вместе. Благодаря ИИ система технического зрения способна обрабатывать большое количество вариаций и обработки, как это сделал бы человек. Это будет способствовать совершенствованию и интеллектуальному развитию всех складских операций будущего.
Марк Мессина - Geek+: ИИ и машинное обучение оказывают большое влияние на систему и приводят к значительному увеличению производительности. Срок службы батареи, количество зарядных устройств и рабочих станций и даже размер и форма отсека зависят от интеллекта системы. Эти вещи напрямую влияют на стоимость системы с точки зрения недвижимости, плотности, технического обслуживания, обслуживания, производительности труда и т. Д.
Тим Крисвелл - Wynright: Приложения искусственного интеллекта, особенно в области трехмерного зрения, позволили инженерам решать сложные задачи интерпретации данных, чтобы предоставить роботам информацию в реальном времени, необходимую им для работы в динамической среде распространения. Традиционные подходы требовали от программистов разработки сложных деревьев решений, которые могут хорошо работать для обычного рабочего потока, но могут быть проблематичными при попытке учесть все возможные сценарии и исключения в приложении.
Эрик Нивес - Plus One Robotics: Раньше промышленная автоматизация состояла из машин, выполняющих одну и ту же повторяющуюся задачу. Любое существенное изменение процесса или рабочего процесса потребует инженерных усилий, чтобы робот снова стал продуктивным. Одним из основных преимуществ ИИ является то, что он защищает робота в будущем, делая его способным легко адаптироваться к изменениям. С помощью ИИ роботы могут стать умнее, поскольку машинное обучение позволяет им адаптироваться к изменчивости складских помещений.
Так же замечу взгляды профессионалов в своих сферах относительно темпов роста и механизмов внедрения робототехники в различных компаниях:
Дрю Юбэнк - AHS: С ростом числа организаций, которые уже интегрируют робототехнику в свои операции, нет ничего удивительного в том, что 6 из 10 наших клиентов будут внедрять робототехнику в той или иной форме в свои операции в следующие пять лет. Некоторые из них будут простыми AMR (автономными мобильными роботами) для перемещения товаров, в то время как в других будут установлены полномасштабные робототехнические системы для передачи товаров человеку.
Джон Шехтер - AutoStore: Для полного принятия технологии, вероятно, потребуется много времени. Опрос MHI за 2019 год показал, что 39% компаний, наконец, перейдут на робототехнику и автоматизацию, в результате чего общее количество пользователей достигнет 71%. Пандемия изменила сроки, и число, вероятно, будет выше, когда отрасль увидит успешные варианты использования ускоренного пандемии на крупных предприятиях.
Тим Крисвелл - Wynright: С ростом спроса на электронную коммерцию и нехваткой доступной рабочей силы эксплуатационные расходы продолжают расти. Благодаря постоянному совершенствованию сложных приложений и внедрению методов искусственного интеллекта затраты на внедрение более динамичных приложений снижаются. Эта комбинация будет стимулировать рост таких приложений, как сбор деталей из складов или разгрузка роботизированных грузовиков, которые имеют ограниченное применение и не получили широкого распространения.
Кристин Форнал - IAM Robotics: Ввиду того, что на рынок выходит так много компаний, и в свете гибкости, которую обеспечивают мобильные роботы, аналитическая фирмаResearch and Markets сообщает, что в этом десятилетии ожидается быстрый прогресс глобального рынка AMR со средним годовым темпом роста ( CAGR) 18,3%.
Никола Томатис - BlueBotics: Мы надеемся увидеть значительное восстановление темпов роста по мере того, как пандемия будет ослабевать. Фактически, недавние исследования рынка прогнозируют, что рост рынка мобильной робототехники в течение следующих пяти лет вернется к уровням, прогнозируемым до Covid, а это означает, что долгосрочное воздействие пандемии на наш рынок должно быть незначительным.
Из представленной выше информации можно сделать вывод, что искусственный интеллект в робототехнике делает такие машины более эффективными благодаря способности самообучения распознавать новые объекты. В настоящее время робототехника используется в промышленных целях и в различных других областях для выполнения различных действий с желаемой точностью и более высокой эффективностью, чем люди. Начиная с обработки картонных коробок на складах, робототехника выполняет невероятные действия, облегчая определенные задачи. Это делает слабый ИИ, но даже у таких относительно несовершенных с точки зрения «ума» программ и роботов высокая перспективность и есть будущее. Рассмотрим примеры роботов, созданных с использованием искусственного интеллекта:
Робототехника в здравоохранении
Робототехника в здравоохранении сейчас играет большую роль в предоставлении автоматизированных решений для медицины и других подразделений отрасли.
Компании, занимающиеся ИИ, теперь используют большие данные и другие полезные данные из отрасли здравоохранения для обучения роботов для различных целей.
От медицинских принадлежностей до санитарной обработки, дезинфекции и выполнения удаленных операций - ИИ в робототехнике делает такие машины более интеллектуальными, извлекает из данных и выполняет различные важные задачи без помощи людей.
Робототехника в сельском хозяйстве
В сельскохозяйственном секторе автоматизация помогает фермерам повысить урожайность и производительность. И робототехника играет большую роль в выращивании и сборе урожая, с точным обнаружением растений, овощей, фруктов и других нежелательных растений.
В сельском хозяйстве роботы с искусственным интеллектом могут собирать фрукты или овощи, распылять пестициды и следить за состоянием здоровья растений.
Робототехника в автомобилестроении
Автомобильная промышленность идет к полностью автоматизированным сборочным линиям для сборки автомобилей. За исключением нескольких важных задач, существует множество процессов, выполняемых робототехникой для разработки автомобилей, снижающих стоимость производства.
Робототехника на складах
Складу нужны кадры, чтобы управлять огромным количеством запасов, которые хранятся в основном компаниями электронной коммерции, чтобы доставлять продукты своим клиентам или перемещаться из одного места в другое.
Робототехника обучена обращаться с такими инвентарями с возможностью аккуратно переносить их из одного места в другое, что сокращает количество человеческих ресурсов при выполнении таких повторяющихся задач.
Робототехника в цепочке поставок
Так же, как обработка запасов на складах, робототехника в логистике и цепочке поставок играет решающую роль в перемещении предметов, перевозимых логистическими компаниями.
Модель искусственного интеллекта для робототехники обучается с помощью технологии компьютерного зрения для обнаружения различных объектов.
Такая робототехника может собирать ящики и хранить их в желаемом месте или загружать и выгружать их из транспортного средства на более высокой скорости и с точностью.
Как мы видим, у робототехники огромный потенциал именно благодаря технологиям искусственного интеллекта. Людям важно его правильно использовать, принести пользу миру и развивать его. Технологии должны быть во благо и именно ИИ это доказывает: все зависит от того, как общество будет использовать данную технологию.
Интересный факт, которым я закончу повествование
Если верить прогнозам американского футуролога Рэя Курцвейла, уже в 2029 году появятся роботы, которые успешно смогут пройти эмпирический тест Тьюринга, определяющий способность машины к человеческому мышлению, а к 2045 году человечество достигнет сингулярности: человеческий разум сольется с ИИ.
По мнению Курцвейла, опасность данного симбиоза сильно преувеличена. Он пояснил:
«Искусственный интеллект – это инструмент для улучшения нашего мозга. Когда мы были обезьянами, у нас были короткие руки, мы использовали инструменты, чтобы увеличить расстояние, на котором мы могли что-то схватить. У нас есть инструменты, заменяющие нам физическую силу, – мы использовали их, чтобы построить это здание. Когда я был студентом, мы ездили на велосипеде в библиотеку университета, где был единственный компьютер. Теперь они лежат у нас в карманах. Это не нашествие инопланетных компьютеров с Марса, это инструменты, которые создаем мы сами».
А какое у вас мнение относительно будущего технологий и искусственного интеллекта?
