Детский сад для роботов
Англичане создают эмоциональных андроидов
Более 2 млн евро планируют потратить специалисты британского Университета графства Хертфордшир в сотрудничестве с коллегами из шести стран Европы на создание человекоподобных роботов, способных распознавать человеческие эмоции и поддерживать непринужденную беседу. Помочь им в этом должны новые подходы к конструированию роботов, «мозг» которых проектируется по образу и подобию человеческого. При этом электронный мозг (нейросеть) способен к самообучению, и, как заявляется, такие роботы в первые месяцы своей жизни, словно малые дети, будут учиться ходить, разговаривать и мыслить, подобно настоящим живым существам.
В проекте по созданию самообучающихся человекоподобных роботов Feelix Growing должны принять участие 25 робототехников, психологов, специалистов по искусственному интеллекту из шести стран Европы. «Мы ставим своей целью создать по-настоящему человекоподобных роботов, которые бы вели себя точно так же, как и человек», — рассказывает руководитель проекта из Университета графства Хертфордшир доктор Лола Канамеро.
Проект предполагает создание серии роботов, способных улавливать эмоциональные сигналы человека и соответствующим образом адаптировать свои реакции. Получать информацию об окружающем мире машины будут с помощью системы видеокамер, микрофонов и сенсоров, снимающих физиологические параметры голоса (тональности), запаха, сердцебиения и подвижности человека. По словам Лолы Канамеро, для наглядного проявления чувств голова робота будет оснащаться электромоторами, которые, имитируя работу мышц, будут придавать лицу то или иное выражение. К примеру, робототехники планируют научить машины не только понимать чувства отвращения, симпатии, скуки или радости, но и выражать их. В зависимости от того, как человек реагирует на появление робота, машина может улыбнуться в ответ или наоборот откатиться подальше, если человек проявляет агрессию.
При этом предполагается, что заложенный в программы искусственный интеллект должен будет учиться и развивать чувства самостоятельно, исследуя окружающий мир, набираясь опыта, словно ребенок. Для этого применяется принцип так называемых нейросетей, способных обрабатывать информацию и делать соответствующие выводы. «Нейросети — это математический механизм, имитирующий некоторые процессы, происходящие в головном мозге человека, — рассказывает РБК daily заведующая сектором лингвистических основ информатики Института проблем информатики РАН Елена Козеренко. — Одно из главных преимуществ перед традиционными системами программирования состоит в том, что нейронные сети не программируются в привычном смысле этого слова, они обучаются. Анализируя информацию, они способны самостоятельно выбирать оптимальный вариант действий».
Первые нейросети были созданы в конце 1950- х годов американскими учеными Розенблаттом и Кигюком. Энтузиазм исследователей в этот период был так велик, что многие предсказывали появление «думающих машин» в ближайшем будущем. Однако результаты из-за несовершенства первых компьютеров оказались не слишком впечатляющими. В начале нового века серьезные достижения в микроэлектронике заставили программистов вновь взять на вооружение старые технологии.
«До недавнего времени ученые пытались заранее описать в памяти робота все его действия, — рассказывает РБК daily научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, директор компании Neurobotics Владимир Конышев. — Японцы из фирмы Honda, прежде чем представить свои интересные создания — роботов Asimo, почти пять лет сидели и рассчитывали управляющие алгоритмы. Этим занимался целый институт. Но программистам удалось научить его лишь ходить, стоять на одной ноге и подниматься после падения. И чем дальше, тем сложнее. Когда у манипуляторов робота появляется много степеней свободы, сложности в программировании растут в геометрической прогрессии. Видимо, робототехника просто уткнулась в предел своего развития, и чтобы преодолеть этот рубеж, нужен иной подход. Основываясь на опыте прошлых лет, можно говорить о том, что самые выдающиеся технические решения были позаимствованы из живой природы. Нужно копировать человеческий мозг, и если такой подход возымеет действие, то это будет настоящая революция в робототехнике. Процесс программирования существенно упростится. Робот сам начнет учиться ходить».
Приемы нейросетевого программирования роботов первыми применили исследователи лаборатории робототехники Калифорнийского университета. Там был создан робот Декстер. Во время экспериментов Декстер, как ребенок, робко переставляет ноги и качаясь делает первые шаги. При этом с каждой новой прогулкой машина ищет правильные алгоритмы управления конечностями, что помогает ей увереннее держаться на ногах. Как утверждают разработчики, через несколько месяцев Декстер должен научиться полностью владеть своим телом. «Такие же подходы применяются не только для программирования движения конечностями, но и для более сложных процессов, — продолжает Елена Козеренко. — У нас ведется исследование возможностей искусственного интеллекта для понимания смысла человеческой речи. Стоит задача не просто идентифицировать отдельные слова, но выделять из общего текста смысл. Помогает в этом опять же программирование на основе искусственных нейросетей. И первые полученные результаты позволяют говорить о правильности выбранного пути».
По оценкам программистов, проект создания полноценного эмоционального робота состоит из трех этапов. «Сначала потребуется научить электронную систему точно идентифицировать психологическое состояние человека, анализируя показания собственных датчиков и видеокамер, — рассказывает РБК daily доктор технических наук, профессор Московского государственного института радиотехники, электроники и автоматики Сергей Манько. — Затем надо научить робота принимать верные решения, то есть научить реагировать на них словом или делом. Ну а потом уже в ход вступают иные системы, управляющие системой электромоторов, придающих движения конечностям или элементам лица. За все эти функции отвечают свои нейросети. Разработка комплекса таких нейросетей — сложная задача, и для более качественной реализации лучше всего использовать не программный метод построения нейросети, а конструировать ее в реальности, как большую микросхему. По сути это будет имитация биологического мозга».
В отдельности элементы такой системы уже разрабатывались в институтах США и Европы. Так, исследователи американского Университета Вандербилта ведут разработку робота-помощника, способного, как заявляется, распознавать эмоции хозяина, но не по оценке выражения лица собеседника, а по общему психическому состоянию человека. Для этого в робот был встроен настоящий детектор лжи, способный по тембру голоса, изменению дыхания или манипуляциям руками распознавать психофизиологическое состояние.
В США в музее Массачусетского технологического института с 2002 года выставлен другой представитель роботов — Kismet, попавший в Книгу рекордов Гиннесса как самый эмоциональный робот. На данный момент он умеет понимать четыре вида эмоций: заинтересованность, гнев, ласку и нейтральную речь. В зависимости от реакции человека робот улыбается или съеживается, вдавливая уши.
Коллектив исследователей британского Университет графства Хертфордшир и их коллеги, принимающие участие в проекте Feelix Growing, стремятся гармонично объединить в своих роботах все эти отдельные элементы. «Появление таких роботов позволит использовать их как сиделок в больницах, в домах престарелых или в качестве индивидуальных помощников, — прогнозирует Сергей Манько. — И чем эмоциональнее будет робот, тем легче ему будет найти общий язык с людьми. Увидев, что человек грустит, робот должен будет помочь ему добрым словом, приободрить его. А в случае какой-то нештатной ситуации он сможет связаться со спасательными службами. И эмоциональный самообучающийся робот будет уже по-настоящему человекоподобным».
