Jausmingieji robotai

Ypač Japonijoje, kur šios mechaninės būtybės, kaip planuojama, globos ir aptarnaus senstančią Tekančios šalies visuomenę. Bent robotinės evoliucijos tai jau tikrai nepavyks sustabdyti. Todėl įdomu, kaip kuriami šiuolaikiniai sumanūs robotai, sugebantys vis daugiau. Mokslininkai sako, kad vienas iš svarbiausių šio proceso komponentų – emocijos. Užprogramuotos emocijos, padedančios dirbtiniam protui greičiau mokytis. Emocingas robotas – skamba tarsi animacinės komedijos personažas. Bet aiškėja, jog emocijos būtinos ir žmogaus, ir robotų evoliucijai.

Prof. Šarūnas Raudys sako, jog patys psichologai nesutaria, kas yra emocijos. Kiekviena mokslininkų grupė emocijas apibrėžia skirtingai, kadangi jos pas kiekvieną žmogų skirtingos. Galima jas apibūdinti kaip skatinimo didėjimą. Pavyzdžiui, jeigu puikiai sekasi ką nors daryti, kompiuterinis modelis didina sau skatinimą. Jeigu nesiseka, tuomet mažina. Taip elgiasi vaikai, iš kurių programuotojai ir mokosi. Juk yra žinoma: jeigu vaikui sekasi mokytis, jam patiks ir mokykla, ir mokytojas. Jeigu nesiseka, tai ir mokytoja bus niekam tikusi, ir popierius blogas. Profesorius nusprendė pasinaudoti šia mintimi savo darbuose. Jis pasirinko patį paprasčiausią mokymosi modelį, kurį nagrinėja ekonomistai, psichologai ir matematikai – vieno neurono modelį. Modeliuojant jo mokymosi algoritmą, stebima štai kas: jeigu stimuliavimas auga, mokymosi greitis irgi auga. Jeigu stimuliavimas per didelis, mokymosi greitis vėl mažėja. Taip pat elgiasi ir žmonės. Pradėjus per daug stimuliuoti mokinį, jis ims mokytis lėčiau.

Kas lemia asmenybę?

Kiekvienam žmogui būdingas mąstymo būdas, jausmai ir elgesys. Būtent šie bruožai mus skiria vieną nuo kito ir tą galima įvertinti, stebint individo sąveiką su aplinka ir bendravimą su kitais žmonėmis, socialine grupe. Asmenybė formuojasi, suvokiant aplinką ir prisitaikant prie jos. Taip evoliucionuos ir besimokantys robotai. Bent tie, kurie bus sukurti ateityje.
prof. Š. Raudys sako: „stimuliavimą valdo emocijos. Matyt, egzistuoja kažkoks optimalus emocijų kiekis. Pradedu galvoti – jeigu uždavinys lengvas, emocijų gali būti daugiau. Jeigu uždavinys sunkus – mažiau. Pažiūrėkime į žmones. Italai ar brazilai labai emocingi, nes jų gyvenimas palankaus klimato zonoje buvo lengvesnis negu gyvenančių šiaurėje. Todėl pas juos natūraliai išsivystė didesnis emocijų kiekis. O šiaurėje gyvenančios tautos, suomiai ar norvegai yra santūrūs. Tokie palyginimai man leidžia manyti, kad teisingai nustačiau, kad šio tipo emocijos pagal skatinimą padeda mokytis“.

Robotų emocijos

Filmas apie robotuką Volį, vadinamą ne estrados, bet šiukšlių princu – puiki prognozė apie tai, kas mūsų laukia. Turiu omenyje ne tik ekologinę katastrofą, bet ir mąstančius robotus. Arba robotus, kuriems pavyko tapti asmenybėmis. Akivaizdu, kad Volio proseneliai buvo šiuo metu po Marsą važinėjantys robotai „Dvasia” ir „Galimybė”. Mat šie unikalūs šešiaračiai tyrėjai jau dabar sugeba patys vertinti situaciją, aplenkti įvairias kliūtis. Galima neabejoti, kad po 700 metų, kaip rodoma filme apie Volio nuotykius prišiukšlintoje Žemėje, robotai bus kur kas labiau savarankiški, sumanesni ir… emocingi.

Filmo herojus klusniai atlieka savo užduotį. Jis renka šiukšles ir jas presuoja į blokus. Tačiau kartu jis stebi pasaulį ir ima elgtis visai žmogiškai. Pavyzdžiui, stengiasi neužminti ant tarakono, o vakarais dūsauja, žvelgdamas į žvaigždėtą dangų. Taigi, Volis ugdo savo asmenybę. Tokia roboto evoliucija visiškai tikėtina, kadangi mokslininkai dabar kuria robotus, kurie mokysis iš savo klaidų. Kadangi atliekant užprogramuotą funkciją Voliui tenka įveikti nenumatytas kliūtis ir pačiam suktis iš įvairių sudėtingų situacijų, jo sugebėjimas vertinti aplinką, gal net mąstyti, o kartu ir jausti be paliovos auga. Jo programa veikia veiksmingiausiai, kadangi iš visų robotų jis vienas sugebėjo išlikti. Beje, Žemėje palikti robotai veikė kartu, naudodami vadinamą spiečiaus intelektą. Jie derindavo savo veiksmus ir netgi taisydavo vienas kitą.  

Šiuo metu robotų judesių valdymui ir koordinavimui pradedami naudoti neuroniniai tinklai, neraiškių aibių logika. Įprastinių judesių ar sprendimų robotus galima išmokyti, kopijuojant žmonių judesius ar sprendimus, taikant vadinamąją ekspertų klonavimo technologiją. Pagrindinis šiuolaikinių robotų trūkumas – jie sugeba tik imituoti žmogaus veiksmus ar sprendimus. Kol kas neturime algoritmų, kurie „suprastų“ ką daro, galėtų apibendrinti rezultatus ir generuotų naujus sprendimus.

Robotikos specialistai teigia, jog kol kas yra tik keletas įdomių technologijų, kurios dalinai imituoja žmogaus protinę veiklą ir gali būti taikomos praktiniams uždaviniams spręsti. Iš šių technologijų labiausiai paplitusios ekspertinės sistemos, dirbtiniai neuroniniai tinklai, predikatų logika, genetiniai ir evoliuciniai optimizavimo algoritmai ir spiečiaus intelektas.

Š. Raudys teigia, kad yra sukurtos daugiaagentės sistemos, kurios, pavyzdžiui, pardavinėja bilietus. Yra robotų grupė, kurie sprendžia vieną uždavinį. Pavyzdžiui, jeigu jiems reikia pernešti krovinį per kliūtį, robotai susikabina ir kooperuojasi.

Filme matome tą patį. Volis sugeba pažadinti ir kitus robotus, netgi žmones, įkyriai bandydamas su jais bendrauti. Tai gali būti šalutinis neuroninių tinklų naudojimo efektas, mano specialistai. Norint atsikratyti tokio įkyruolio, reikia kažko imtis. Kažko netradicinio, kas nebuvo užprogramuota. Robotai su defektais irgi reaguoja į Volį ir netgi kažko išmoksta. Tai irgi įmanoma, nes tokius defektus galima laikyti analogiškais lengvam kvaištelėjimui. Robotas, kaip žmogus, tampa jautresnis, lengviau priima net keistas idėjas ar pasiūlymus. Taip jis stimuliuojamas.

Š. Raudys sako: „yra toks parametras, kaip mokymo signalas. Jo reikšmės gali būti skirtingos įvairioms klasėms. Skirtumą tarp tų dviejų signalų galima vadinti stimuliavimu. Kuo labiau reikšmė skiriasi, tuo daugiau stimuliuojama mokant. O emocijos tą stimuliavimą valdo. Didina arba mažina. Priklausomai nuo sprendžiamų uždavinių, robotų arba agentų populiacija nusistato sau optimalų emocijų lygį. Jeigu tuos pačius robotus pasiųsime spręsti kitą uždavinį, jie sau nusistatys kitokį emocijų lygį“. 

Robotai ir žmonės

Kuriant robotus arba dirbtinį intelektą, kompiuteryje modeliuojant agentus, jų sistemas ir jų sąveiką, mokslininkai vis geriau supranta, kodėl būtent taip, o ne kitaip veikia žmonių visuomenė. Pavyzdžiui, kodėl joje neįmanoma ir nereikia išnaikinti korupcijos. Aiškėja, kokia yra altruizmo reikšmė ir kaip jis kinta sunkmečiu. Arba kodėl perdaug emocijų kenkia vienu atveju, o kitu – labai padeda mokytis arba išgyventi. Galbūt skamba paradoksaliai, bet modeliuojant kompiuteriu, galima neblogai pažinti iš pažiūros chaotišką mūsų gyvenimą ir kai kuriuos jo dėsnius. Pavyzdžiui, tokį, kurį jau prieš kelis tūkstančius metų nustatė taoistai: pasikeitimas yra harmonijos ir stabilumo pagrindas.

Š. Raudys sako: „pavyzdžiui, aš modeliuoju agentus, kurie turi emocijas. Modeliuoju altruizmą, polinkį rizikuoti. Kintant aplinkai, agentai turi išmokti efektyviai atpažinti objektus. Jeigu neišmoksta, jie lieka alkani ir žūsta. Juos pakeičia sugebėję prisitaikyti individai. Taip nutinka ir visuomenėje. Bankrutavusią kompaniją nuperka sėkmingesnė ir reorganizuoja pagal savo modelį. Aš tą patį perduodu savo agentams. Tokiu būdu jie žūsta, arba jungiasi į grupes. Ir padeda vienas kitiems. Jeigu yra daugiau grupių, tokia populiacija stipresnė. Jie gali atlaikyti didesnius aplinkos pasikeitimus. Taip yra ir gamtoje. Todėl nėra ko pykti, kad žmonės turi grupinius interesus. 

Krizė ir altruizmas

Dabartinę finansų krizę sukėlė žmonių, o ypač bankininkų godumas. Ar to buvo galima išvengti? Tai yra, ar godumas, kaip korupcija, irgi yra neišvengiama blogybė? Profesoriaus nuomone, į tai taip pat atsako modeliavimo rezultatai. Ir netgi parodo, kokia mokesčių našta yra optimali.

Š. Raudys: „būtent tą aš ir modeliuoju. Vienas iš parametrų yra godumas. Kitaip sakant, tai reiškia, kokią dalį gėrybių aš pasilieku sau, o kokią atiduodu savo grupei. Tą galima vadinti altruizmu. Jeigu altruizmas lygus 100% – viską atiduodu grupei. Įvedus tokius parametrus ir modeliuojant, prasideda pokyčiai. Dalis agentų žūsta, kiti transformuojasi ir nusistovi tam tikras altruizmo lygis. Koks jis bus: 30%, 50% ar 70%, priklauso nuo aplinkos sąlygų. Kuo sunkesnės sąlygos, tuo didesnis altruizmas. Jeigu pradinis altruizmo lygis modeliuojamose sistemoje iš pradžių yra nulinis, jis ilgainiui pakyla iki 30%. Pastebėjau, kad daugelyje šalių mokesčių lygis irgi siekia apie 30%.  Aš gaunu tokią pačią reikšmę vidutinėmis sąlygomis“.

Modeliuojančiam tokius robotus arba agentus mokslininkui gimsta netikėtos mintys bei idėjos. Virtualūs robotai kompiuteryje valdo arba moko realius robotus. Galbūt taip pat kažkas valdo ir mūsų, t.y.  žmonių elgesį ir net mintis? Kad vyktų minėta atranka, turi žūti nemažai agentų. Todėl būtų geriau, jog tie agentai, kurie žūsta, būtų virtualūs.  Juk būtų neekonomška, jeigu žūtų tie tikri robotai, kurie atlieka kokią nors užduotį realiame pasaulyje. Realių robotų ar agentų emocijų lygį nustato virtualūs agentai. Tie robotai, kurie dirba darbą, neturi teisės žūti. Argi tai nepanašu į religiją. Į Dievą, kuris iš aukštybių valdo visuomenę sudarančius individus?

Prognozės

Profesorius Šarūnas Raudys teigia, kad šiuo metu kinai labai susidomėjo jo darbais, kurie ne tik padeda kurti tobulesnes, efektyviai besimokančias ir prisitaikančias prie aplinkos dirbtinio intelekto sistemas, bet ir geriau prognozuoti, pažinti globalius reiškinius, visuomenės gyvenimo peripetijas. Ši sritis vadinama gamtos įkvėptais skaičiavimais, arba angliškai „Nature inspired computing”. Kompiuterinis modeliavimas jau dabar duoda ir labai konkrečią naudą, ypač senyviems arba neįgaliems žmonėms. Japonijoje jau sukurti pirmieji robotai slaugės, kurių sugebėjimai, taip pat ir intelektiniai, tiesiog stebina.

Japonija naudoja daugiausia robotų. Taip pat ši šalis aktyviausiai juos kuria. Robotai labai prisidėjo prie sparčios Japonijos pramonės plėtros. Pastaruoju metu robotai naudojami ne tik įvairiose gamybos sferose, bet ir kasdieniame gyvenime. Pavyzdžiui, jau sukurti dvikojai humanoidiniai robotai, kurie moka šokti ir spardyti kamuolį. Robotai moka daryti valgyti. Jie valo biurų grindis. Robotai dirba apsaugininkais arba prekybos centruose padeda lankytojams surasti reikiamą parduotuvę arba reklamuoja įvairius produktus. Robotus galima pamatyti ne tik cechuose, biuruose ar komercinėse patalpose. Dabar rinkoje pasirodantys robotai atlieka gelbėtojų, medikų asistentų ir slaugių vaidmenį. Robotai verčia knygos lapus, jeigu žmogus pats negali to padaryti. Humanoidiniai robotai padeda mokytis būsimiems odontologams. Kiti padeda žmonėms vaikščioti. Dabar sukurtas robotas, kuris gali pakelti žmogų ir švelniai jį pernešti kaip tikras slaugytojas žmogus. Tai nemenkas pasiekimas, nes šis robotas yra pirmasis, visapusiškai naudojantis savo kūną. Šis produktas iš esmės pakeis slaugę. Jis mato ir girdi. Išgirdęs komandą, robotas ieško žmogaus, kuris ją ištarė. Jis atpažįsta balsus ir identifikuoja kalbantį žmogų. Roboto kūne ir rankose įmontuoti jutikliai, kurie padeda nustatyti liečiamo objekto padėtį. Ši informacija naudojama roboto veiksmams tiksliai valdyti. Bandymų ir klaidų metodu, atliekant kompiuterinę simuliaciją, robotas išmoko saugiai pakelti  ir laikyti pacientą. Šio roboto galimybės didžiulės. Ateityje jis pakeis slauges, kurios turi atlikti daugybę fiziškai sunkių užduočių. Atrodo, kad netrukus šios švelnios ir sumanios mašinos pravers mums daugelyje kasdienio gyvenimo sričių.

Ateitis

Robotikoje svarbus dar vienas su emocijomis susijęs aspektas. Viena vertus, programuotojai mėgina apdovanoti dirbtinį intelektą emocijomis. Iš kitos pusės, būsimieji robotai turi sugebėti atpažinti ir žmogaus emocijas, kad kuo geriau suprastų, ko iš jų tikimasi ir galėtų atlikti savo biologinio šeimininko paliepimus. Europos laboratorijose ugdomi robotai, sugebėsiantys atpažinti keturias ar penkias esmines žmogiškas emocijas arba jausmus. Paprastai sakant, jums pakaks susiraukti arba nusišypsoti, ir robotas jau žinos, kaip elgtis arba ką jums pasiūlyti. Tokie robotai dar geriau prisitaikys prie sparčiai kintančios aplinkos. Gali būti, kad šis projektas, vadinamas „Feelix Growing“ pagimdys tikrąjį robotuką Volį. Ne kokį nors šiukšlių princą, bet individą, kuris užkariaus daugelio žmonių širdis. Kaip princesė Diana.

Realus ateities robotinių technologijų tikslas – sugebėjimas suprasti keturias ar penkias pagrindines žmogaus emocijas. Tokie robotai sugebės iššifruoti sudėtingas žmogaus veido mimikas. Atpažins jo emocijas, stebėdami kūno kalbą ir atitinkamai reaguos į tai. Šiuo metu ir judama ta kryptimi. Minėto Europos projekto dalyviai kuria robotus, sugebėsiančius prisitaikyti prie naujos, kintančios aplinkos. Mokslininkai tikisi, kad robotai tinkamai reaguos ir į jų vartotojo emocijas.

Vienas roboto modelis sukurtas Hertfordšyro universitete, esančiame į šiaurę nuo Londono. Jo užduotis – imituoti žmonių judesius, kaip tą daro naujagimiai, mėgdžiojantys savo motinas. Robotas naudoja kameras ir jutiklius, analizuodamas žmogaus eiseną, kad jį atpažintų. Po to robotas ima sekti žmogui pavymui, pasirinkęs judėjimo greitį ir kryptį. Robotas atpažįsta žmogų pagal jo judėjimo pobūdį. Jeigu to asmens eisena pasikeis, robotas liausis jį sekti. Žmonių vaikščiojimo maniera kinta pagal nuotaiką. Todėl kitas programuotojų uždavinys – išmokyti robotą prisitaikyti ne tik prie skirtingų žmonių elgesio, bet ir prie to paties asmens skirtingų emocijų.

Kitas robotas – nedidelis šuo supranta, kuomet jis turi lydėti savo šeimininką, pribėgti prie jo. Šuo robotas pradės loti,  pasikeitus įprastinei jo aplinkai. Jis nurims, jeigu kas nors pradės su juo kalbėti, glostyti, arba jeigu robotas pamatys savo šeimininką. Žmogaus atpažinimo modelis naudojamas kuriant ir tuos robotus, kurie turi rodyti įvairias emocijas. Pavyzdžiui, robotas nudžiunga, išvydęs savo kūrėją ir nuliūsta, kai žmogus išeina iš kambario. Toks sugebėjimas reikšti emocijas – sudėtingų algoritmų ir dirbtinių neuronų tinklų rezultatas.

Projekto „Feelix Growing” koordinatorė Lola Kanamero nemano, kad tai padidins tik aptarnavimo robotų ar žaislų asortimentą. Robotai gali atlikti aktyvų socialinį vaidmenį. Pavyzdžiui, robotas prablaškys depresijos apimtus žmones. Žmogų, patyrusį stresą, robotas nuramins. Didelės galimybės atsiveria slaugos ir įvairios pagalbos teikimo srityse. Robotai galėtų padėti žmonėms, turintiems bendravimo su kitais žmonėmis problemų. Vienoje Paryžiaus laboratorijoje mokslininkai stebi, kaip autizmu sergantys ir sveiki vaikai reaguoja į robotus. Rezultatai liudija, kad autistiškiems vaikams tai yra naudinga. Sunkia autizmo forma sergantys vaikai atrodo nuliūdę, kai roboto veido išraiška liūdna. Tuo tarpu jie tiesiog nušvinta, kai robotas šypsosi. Be to, jie galėjo pasakyti, kokią emociją išreiškia robotas. Kiti „Feelix Growing” projekto dalyviai yra Paryžiaus kompanijos „Aldebaran Robotics” inžinieriai. Šiuo metu jie kuria NAO, humanoidinį robotą, kuris atliks įvairias užduotis, pavyzdžiui suteiks pirmąją pagalbą arba dirbs barmenu.

Įdomu, kaip tokius žmogiškus ir sumanius robotus priims visuomenė? Ar jie pritaps? Netrukus teks spręsti etinius ir filosofinius klausimus, kai robotai pradės slaugyti ligonius. Tačiau prieš tai dar teks įveikti nemažai techninių kliūčių.