Det er sannsynlig at roboter snart vil bo i hus med mennesker, og hjelpe eldre mennesker til å leve selvstendig. Men for å gjøre dette, må de lære å gjøre alt det lille arbeidet folk kan gjøre uten å nøle. Mange moderne kunstige intelligenssystemer er opplært til å utføre spesifikke oppgaver ved å analysere tusenvis av signerte bilder av en bestemt handling. Selv om disse metodene er med på å løse flere og mer komplekse problemer, håndterer de fortsatt bare veldig spesifikke problemer og krever mye tid og prosessorkraft for å lære.
Hvis en robot tar seg av eldre mennesker, vil problemene med slikt arbeid være veldig forskjellige når man sammenligner med typiske situasjoner i læringsprosessen. I løpet av dagen må roboter gjøre mange ting, fra å lage te til å skifte sengetøy mens de snakker. Dette er utfordrende oppgaver som blir vanskeligere i kombinasjon. Ingen hus er like, noe som betyr at roboter raskt må lære seg og tilpasse seg miljøet. Og som ofte er tilfelle, hvis du bor med noen andre, har ting en tendens til å migrere. Roboten må lære seg å finne dem på egen hånd.
En tilnærming er å utvikle en livslang læringsrobot som kan lagre kunnskap basert på erfaring og utvikle måter å tilpasse seg og anvende den på nye oppgaver. Når du har lært hvordan du lager en kopp te, kan disse ferdighetene også brukes på kaffe.
Den menneskelige hjernen lærer gjennom hele livet, tilpasser seg hele tiden til komplekse og skiftende forhold og løser en lang rekke problemer daglig. Å modellere hvordan mennesker lærer kan hjelpe oss med å designe roboter som vi kan samhandle med naturlig, som om vi var med en annen person.
Simulering av barneutvikling for å trene roboten
Det første spørsmålet du spør når du begynner å modellere mennesker er hvor du skal begynne? En gang sa Alan Turing, en kjent matematiker og pioner innen kunstig intelligens:
Han sammenlignet et barns hjerne med en tom notisbok som kunne fylles ut under utdanning og utviklet et intelligent voksent "system." Men hva skal være barnets alder for modellering? Hvilken kunnskap og ferdighet trenger du å bygge først?
Nyfødte babyer er veldig begrensede i hva de kan gjøre og hvordan de oppfatter verden rundt seg. Muskelstyrken i barnets nakke er ikke nok til å støtte hodet, og han har ikke lært å kontrollere armene og bena.
Fra null måned - et slikt trinn kan begrense roboten alvorlig. Men barnets fysiske begrensninger hjelper ham faktisk å fokusere på å løse en liten underklasse av problemer, for eksempel lærer han å relatere øynene til det han hører og ser. Disse trinnene i de første stadiene av å bygge et barns modell bygger kroppen sin allerede før han begynner å forstå kompleksiteten i verden rundt.
Ingeniørene brukte lignende begrensninger på roboten, og opprinnelig blokkerte bevegelsen til forskjellige ledd for å etterligne mangel på muskelkontroll. De justerte også bildene fra robotens kamera slik at den "så" verden gjennom øynene til en nyfødt - med uskarphet og svake periferier. I stedet for å fortelle roboten hvordan de skulle bevege seg, fikk det lov til å finne ut av det på egen hånd. Fordelen her er at når kalibreringen endres, eller når lemmer er skadet, vil roboten kunne tilpasse seg disse endringene og fortsette å fungere.
Læring ved å spille
Studier har vist at ved å anvende begrensninger i læringsprosessen, øker ikke bare hastigheten som ny kunnskap og ferdigheter tilegnes, men nøyaktigheten til det som læres øker også.
Ved å gi roboten kontroll over frigjøring av begrensninger - gi den kontroll over leddene og forbedre synet - er det mulig for roboten å kontrollere læringsgraden selv. Forskere har modellert "babyen" og de første ti månedene av dens vekst. Da roboten lærte å korrelere bevegelse og den sensoriske informasjonen den mottok, skaffet den seg den stereotype atferden som ble sett hos spedbarn, for eksempel når barn bruker lange perioder med å stirre på hendene mens de beveger seg.
Når en robot lærer å koordinere sin egen kropp, er den neste viktige milepælen den passerer at den begynner å forstå verden rundt seg. Lek er en viktig del av barnets læring. Hun hjelper ham å utforske miljøet, teste forskjellige muligheter og studere resultatene.
Til å begynne med kan det være så enkelt som å banke på et bord med en skje eller legge en gjenstand i munnen. Men så utvikler det seg til byggesteiner av blokker eller å plassere gjenstander i passende hull. Alle disse aktivitetene skaper opplevelser som ytterligere vil gi et grunnlag for ferdigheter som å finne riktig nøkkel for å åpne låsen og fine motoriske ferdigheter for å sette nøkkelen inn i nøkkelhullet og deretter vri den.
I fremtiden vil bruk av disse teknikkene gi roboter midler til å lære og tilpasse seg de utfordrende miljøene og oppgavene mennesker tar for gitt i hverdagen. En dag vil roboter kunne hjelpe eldre, men selv barn i barnehagen vil kunne lære dem.
Ilya Khel
