וִידֵאוֹ: האם ניתן לתכנת רובוטים ללמוד מניסיונם שלהם?
2023 מְחַבֵּר: Peter Bradberry | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-21 22:33
חוקרים מתכנתים רובוטים כדי לבדוק אם הם יכולים ללמוד תכונה אנושית מאוד: שכל ישר.
לקח רק כמה עשורים עד שהמחשבים התפתחו ממכונות מבוססות צינורות ואקום בגודל החדר שעולות כמו בית לדגמי שולחן עבודה זולים המונעים על שבבים עם עוצמת עיבוד רבה בהרבה. באופן דומה, הימים של "רובוטים אישיים" - מכונות יקרות שיכולות לעזור בבית או במשרד - עשויים להיות קרובים ממה שאנחנו חושבים. אבל ראשית, אומר אלכסנדר סטויטצ'ב, פרופסור להנדסת חשמל ומחשבים באוניברסיטת איווה סטייט באיימס, יש ללמד רובוטים לעשות משהו שאנחנו יודעים אינסטינקטיבית: איך ללמוד.
"רובוט אישי שימושי באמת [חייב] להיות בעל יכולת ללמוד בכוחות עצמו מאינטראקציות עם הסביבה הפיזית והחברתית", אומר סטויצ'ב, שתחום הרובוטיקה ההתפתחותית שלו משלב פסיכולוגיה התפתחותית ומדעי המוח עם בינה מלאכותית והנדסה רובוטית. "זה לא צריך להסתמך על מתכנת אנושי ברגע שהוא נרכש. זה חייב להיות ניתן לאימון.".
Stoytchev וצוות סטודנטים בכיתה מפתחים תוכנה כדי ללמד רובוטים ללמוד על ילד כמו גם שנתיים. הפלטפורמה שלהם היא רובוט הומניואיד שמנבט שני מניפולטור זרוע שלם במשקל 60 ק"ג (27 ק"ג) תוצרת קיימברידג ', מסצ'וסטס, בארט טכנולוגיה בע"מ, כל אחד מהם עם קילו של 1.2 ק"ג (1.2 קילוגרם). BarrettHand עם שלוש אצבעות.
במערך אחד של ניסויים הוצג לרובוט 36 חפצים שונים, כולל פאלי הוקי וטופרוור. זה יכול היה לבצע חמש פעולות שונות כאשר כל אחת מהן אוחזת, דוחפת, מקישה, מטלטלת ומוטלת - והיה עליה לזהות ולסווג אותן על סמך הצלילים שהשמיעו. לאחר פעולה אחת בלבד היה לרובוט 72 אחוזי הצלחה, אך הדיוק שלו זינק בכל פעולה עוקבת והגיע לאחר כל חמש ל 99.2 אחוזים. הרובוט למד להשתמש במודל תפיסתי כדי לזהות ולסווג אובייקטים - והוא יכול היה לסמוך על מודל זה כדי להעריך עד כמה שני אובייקטים דומים רק עם הצלילים שהם השמיעו כדי להנחות אותו.
מערך ניסויים אחר הראה שהרובוט יכול ללמוד לדעת אם משהו היה מיכל או לא. הצוות הציג את המכונה, עם מצלמת תלת מימד, עם חפצים בצורות שונות. על ידי הטלת גוש קטן על כל אחד ואז דחיפתו, הרובוט למד לסווג חפצים כמכולות - אלה שנעו יחד עם הגוש ["הועבר בשיתוף פעולה"] לעתים קרובות יותר כאשר הם נדחפים או כאל מיכלים. לאחר מכן יוכל הרובוט להשתמש בידע זה כדי לשפוט האם חפצים לא מוכרים יכולים להחזיק דברים; במילים אחרות, היא למדה, בערך, כיצד להבחין במאפיינים הייחודיים של מיכל.
כאשר סוף סוף רובוטים אישיים יגיעו לרשתות קמעונאיות, הם עשויים להיראות בערך כמו HERB, "הבית מגלה רובוטי באטלר" שנוצר במעבדת אינטל בפיטסבורג. זה חלק מפרויקט הרובוטיקה האישית של החברה, שמטרתו ליצור עוזר רובוטי אוטונומי באמת שיכול לבצע משימות שגרתיות במהירות אנושית בסביבות עמוסות כמו בתים או משרדים.
המכונה באורך של מטר (מטר) מאזנת זרוע WAM של בארט ו- BarrettHand על בסיס טרנספורטר אישי של סגווי עם שני גלגלי אימון קטנים. כדי למצוא את דרכו סביב סביבות דינמיות, משתמש HERB בשני מציאי טווח לייזר ובמצלמה המאפשרת לה להבדיל את האנשים מלבד חפצים קבועים וניתנים להזזה כמו קירות וכיסאות. (מפת הפריסה המחוספסת של החלל מתוכנתת לראשונה בבוט.) על ידי התבוננות כיצד אנשים נעים, הרובוט משתמש באלגוריתמי למידה והפצות הסתברות כדי לחזות לאן הם ילכו אחר כך כדי להימנע מלהיתקל בהם. "HERB יודע שלאנשים יש כוונה, שהם לא רק נעים בקו ישר", אומר מדען המחקר של אינטל, סיד סריניוואסה, אחד ממנהיגי הפרויקט. כדי להבין מהו אובייקט, HERB משווה את תמונת המצלמה החיה שלה עם קבוצה של דגמי תלת מימד במאגר המידע שלה, שנבנה מתמונות מייצגות שחוקרים הראו זאת קודם לכן.
מניפולציה של חפצים במסגרות עמוסות, כמו נשיאת קנקן בבית מבלי לשפוך דבר, דורשת שתי כישורים. ראשית, ל- HERB יש אלגוריתמי תכנון אקראיים כדי לקבוע את הדרך הטובה ביותר לאחוז או להזיז משהו במהירות האפשרית. לדוגמה, יכול להיות שלרובוט יינתנו 30 שניות "לחשוב" על דרך להרים ספל; אם הוא מוצא אחד מכל 15, יש לו עוד 15 שניות לשפר את תוכניתו. "הם לא אלגוריתמים אופטימליים, אלא מעשיים", אומר סריניוואסה.
HERB משתמש גם בלימודי חיקוי כדי להבין כיצד לטפל בחפצים על ידי צפייה כיצד אנשים מתמודדים איתם. "אנחנו הרבה יותר טובים להפגין פעולות מאשר להסביר אותן", אומר סריניוואסה. "HERB לוקח דוגמאות אנושיות ולומד להכליל מהן. זה לא רק לחזור על מה שאתה עושה." זה עוזר לרובוט להתמודד עם פריטים חדשים ולא מוכרים. במהלך הפגנה פומבית לאורך יום באוקטובר, הסתובב HERB במטבח מודל, פתח ארונות ומקרר והגיש חפצים למבקרים או הכניס אותם לפח מיחזור עם כמה פספוסים מעטים בלבד.
סריניוואסה בסופו של דבר היה רוצה ש- HERB ילמד כמה כללים חברתיים פשוטים - כמו לדעת להסתובב עם קבוצה של אנשים ולא דרכם - כמו גם כיצד להתמודד עם סביבות לא מוכרות לחלוטין, אפילו בחושך. עוזר רובוטי שימושי נמצא במרחק של כעשור, הוא מעריך. "חוק מור" - כלל האצבע שהציג לראשונה מייסד אינטל גורדון מור בשנת 1965, שמספר הטרנזיסטורים על שבב מכפיל את עצמו כל שנתיים - "הוא לצדנו." הוא אומר.
בינתיים, רובוטים לומדים יפתיעו לפעמים את יוצריהם. סריניוואסה מספר כיצד גרסה מוקדמת של HERB תמהה את החוקרים כשהיא תפסה כוסות קפה כדי להניח אותן במדף למדיח כלים. הוא השתמש בתנוחת יד מוזרה, כשאחד מ"אגודליו "הצביע כלפי מטה. ואז הם הבינו שזו "תנועה יעילה בהרבה" בה השתמשו הברמנים המקצועיים, אומר סריניוואסה: "הם מתרוממים מלמטה ושופכים בתנועה חלקה אחת, כמו בסרט קוקטייל." הוא מכנה את ההפתעות הללו "אחת משמחות ביצוע מחקר מניפולציה".