Впервые робот научился представлять себя
Наше восприятие собственного тела не всегда верно или реалистично, как известно любому спортсмену или моднику, но это решающий фактор в том, как мы ведём себя в обществе. Ваш мозг постоянно готовится к движению, пока вы играете в мяч или одеваетесь, чтобы вы могли двигаться, не ударяясь, не спотыкаясь и не падая.
Люди в младенчестве создают модели своего тела, и роботы начинают делать то же самое. Сегодня команда из Columbia Engineering сообщила, что они разработали робота, который впервые может создать модель всего своего тела с нуля без какой-либо помощи человека. В недавней статье, опубликованной в Science Robotics, исследователи объясняют, как их робот создал кинематическую модель самого себя и как он использовал эту модель для планирования движений, достижения целей и обхода препятствий в различных сценариях. Даже повреждения его тела автоматически обнаруживались и устранялись.
Робот наблюдает за собой, как младенец, изучающий себя в зале зеркал
Исследователи поместили роботизированную руку в круг из пяти видеокамер. Робот наблюдал за собой через камеры, свободно перемещаясь. Подобно младенцу, впервые исследующему себя в зале зеркал, робот извивался и корчился, чтобы понять, как именно его тело движется в ответ на различные двигательные команды. Примерно через три часа робот остановился. Его внутренняя глубокая нейронная сеть закончила изучать взаимосвязь между двигательными действиями робота и объёмом, который он занимал в окружающей среде.
«Нам было очень интересно посмотреть, как робот представляет себя, — сказал Ход Липсон, профессор машиностроения и директор лаборатории Creative Machines в Колумбийском университете, где проводилась работа. — Но нельзя просто заглянуть в нейронную сеть, это чёрный ящик». После того как исследователи поэкспериментировали с различными методами визуализации, постепенно появилось изображение самого робота. «Это было что-то вроде слегка мерцающего облака, которое, казалось, окутывало трёхмерное тело робота», — сказал Липсон. «Когда робот двигался, мерцающее облако плавно следовало за ним». Самостоятельная модель робота была точна примерно на 1% в пределах его рабочей зоны.
Самомоделирующиеся роботы приведут к созданию более автономных систем
Способность роботов моделировать себя без помощи инженеров важна по многим причинам: она не только экономит рабочую силу, но и позволяет роботу следить за собственным износом и даже обнаруживать и компенсировать повреждения. Авторы утверждают, что эта способность важна, поскольку нам нужны автономные системы, которые могут быть более самостоятельными. Например, промышленный робот может обнаружить, что что-то работает неправильно, и скорректировать это или позвать на помощь.
«У нас, людей, явно есть представление о себе, — объяснил первый автор исследования Боюань Чен, который руководил работой, а сейчас является доцентом Университета Дьюка. — Закройте глаза и попытайтесь представить, как бы двигалось ваше тело, если бы вы совершили какое-то действие, например вытянули руки вперёд или сделали шаг назад. Где-то в нашем мозге есть представление о себе, модель себя, которая сообщает нам, какой объём нашего непосредственного окружения мы занимаем и как этот объём меняется при нашем движении».
Самосознание у роботов
Эта работа является частью многолетнего поиска Липсоном способов наделить роботов какой-либо формой самосознания. «Самомоделирование — это примитивная форма самосознания, — объяснил он. — Если у робота, животного или человека есть точная модель самого себя, он может лучше функционировать в мире, принимать более взвешенные решения и иметь эволюционное преимущество».
