איך מדענים נותנים לרובוטים חושי מישוש דמויי אנוש

יש סצנה מסויטת בסרטו של גיירמו דל טורו משנת 2006 המבוך של פאן שבו אנו עומדים מול יצור אנושי מרושע בשם האיש החיוור. בלי עיניים בראשו המפלצתי וחסר השיער, האיש החיוור, הדומה לוולדמורט חסר עיניים, רואה בעזרת גלגלי עיניים המוטבעים בכפות ידיו. באמצעות תוספות עיניים אלה, אותן הוא מחזיק מול פניו חסרות העיניים כמו משקפיים, האדם החיוור מסוגל לדמיין ולנוע בסביבתו.

זה מתאר במידה מסוימת עבודה שמתבצעת על ידי חוקרים במעבדת הרובוטיקה של בריסטול בבריטניה - אם כי ללא כל היבט אימת הגוף המפחיד. רק במקרה שלהם, למחליף האיש החיוור אין פשוט גלגל עין אחד בכף יד כל יד; יש לו אחד על כל אצבע.

"בסוג האחרון של ארבע או חמש שנים, חל שינוי שקרה בתחום חישת המישוש והרובוטיקה [בצורה של] מהלך לעבר שימוש במצלמות עבור חיישנים." פרופסור נתן לפורה, שמוביל את קבוצת המחקר של רובוטיקה מישוש בת 15 חברים עבור מעבדת הרובוטיקה של בריסטול, סיפר ל-Digital Trends. "זה נקרא חישת מישוש מבוססת ראייה אופטית. הסיבה שנתפסה היא כי יש הבנה שהמידע ברזולוציה גבוהה תוכן מקצות האצבעות הוא קריטי עבור הבינה המלאכותית [הנדרשת] כדי לשלוט בהם מערכות."

טרנדים דיגיטליים כוסו לראשונה העבודה של לפורה ב-2017, המתאר גרסה מוקדמת של הפרויקט של הצוות שלו כ"מורכבת ממצלמת אינטרנט שמותקנת ב- קצה אצבע רך בהדפסת תלת מימד שעוקבת אחר סיכות פנימיות, שנועדו לפעול כמו קולטני המגע באדם קצות האצבעות.

מאז העבודה התקדמה בהתמדה. לשם כך, הצוות לאחרונה פרסם מחקר חדש חושפת את השלבים האחרונים בפרויקט: יצירת עור מישוש מודפס בתלת מימד שעשוי יום אחד לתת ידיים תותבות או רובוטים אוטונומיים חוש מישוש תואם הרבה יותר לאדם בשר ודם ידיים.

הרשת המודפסת בתלת-ממד מורכבת מפפילות דמויות סיכה המחקות מבנה עורי דומה שנמצא בין שכבת האפידרמיס החיצונית והפנימית העורית על עור האדם. אלה יכולים לייצר אותות עצביים מלאכותיים, אשר, כאשר נמדדים, דומים להקלטות של נוירונים אמיתיים המאפשרים לקולטני המכנו של הגוף לזהות את הצורה והלחץ של פריטים או משטחים מתי נגע.

"כאשר עשינו את ההשוואה הזו של האותות היוצאים מקצות האצבעות המלאכותיות שלנו עם הנתונים האמיתיים, מצאנו התאמה דומה מאוד בין שני מערכי הנתונים, עם אותו סוג של גבעות ועמקים [נמצאים בשניהם]", לפורה הסביר.

שילוב המידע על קולטן העור המודפס בתלת-ממד עם נתונים שנלקחו ממצלמות משובצות זעירות עשוי, הצוות מקווה, להיות המפתח לפתיחת חלום ארוך טווח בבינה מלאכותית ורובוטיקה: תחושה מלאכותית של לגעת.

כל חמשת החושים

למרות שלא כל חוקר יסכים בהכרח, אולי המטרה הבסיסית הרחבה ביותר של AI היא לשכפל אינטליגנציה אנושית (או, לפחות, היכולת לבצע את כל המשימות שבני אדם מסוגלים להן) בתוך מַחשֵׁב. זה אומר למצוא דרכים לשחזר את חמשת החושים - ראיה, שמיעה, ריח, טעם ומגע - בצורת תוכנה. רק אז יכולים בדיקות פוטנציאליות של בינה כללית מלאכותית, כמו ההצעה המוצעת "מבחן קפה"(רובוט אינטליגנטי באמת צריך להיות מסוגל להיכנס לבית, ולמצוא את המרכיבים והרכיבים הדרושים להכנת כוס קפה), להיות מושגת.

עד כה, נעשתה תשומת לב רבה והתקדמות בכל הנוגע לזיהוי תמונה ואודיו. פחות תשומת לב, אבל עדיין קצת, הוקדשה לריח ולטעם. חיישנים חכמים המצוידים בבינה מלאכותית יכולים לזהות מאות ריחות שונים במסד נתונים באמצעות פיתוח של "אף דיגיטלי.” בודקי טעם דיגיטליים, המסוגלים לתת מדדים אובייקטיביים ביחס לטעם, הם גם נושא לחקירה. אבל המגע נותר מחוץ להישג יד.

"אנחנו מודעים יותר לתחומים כמו חזון", אמר לפורה, והסביר מדוע ההתמקדות הייתה לעתים קרובות במקומות אחרים עבור חוקרים. "בגלל זה, אנחנו מייחסים לזה יותר חשיבות מבחינת מה שאנחנו עושים כל יום. אבל כשזה מגיע למגע, רוב הזמן אנחנו אפילו לא מודעים לכך שאנחנו משתמשים בו. ובטח לא שזה חשוב כמו שזה. עם זאת, אם תסיר את חוש המישוש, הידיים שלך יהיו חסרות תועלת לחלוטין. לא יכולת לעשות איתם כלום".

זה לא אומר שרובוטים התרחקו מאינטראקציה עם אובייקטים בעולם האמיתי. במשך יותר מחצי מאה, רובוטים תעשייתיים עם צירי תנועה מוגבלים ופעולות פשוטות כמו אחיזה וסיבוב הועסקו בקווי הייצור של המפעל. במרכזי הגשמה של אמזון, לרובוטים יש חלק מכריע בהבטחת תהליך המשלוח של יום אחד מתאפשר. הודות לרכישה ב-2012 של חברת הרובוטיקה Kiva, מחסני אמזון כוללים צבאות של רובוטים קופסתיים בדומה ל Roombas גדולות שמסתובבות סביב מדפי המוצר, ומביאות אותם ל"בוחרים" האנושיים כדי לבחור את הפריטים הנכונים מ.

עם זאת, בעוד ששני התהליכים הללו מצמצמים מאוד את הזמן שייקח לבני אדם להשלים את המשימות הללו ללא סיוע, רובוטים אלה מבצעים פונקציונליות מוגבלת בלבד - מה שמותיר לבני אדם לבצע הרבה מהדיוק עֲבוֹדָה.

יש לכך סיבה טובה: למרות שטיפול מיומן הוא משהו שרוב בני האדם לוקחים כמובן מאליו, זה משהו שקשה במיוחד עבור מכונות. המגע האנושי הוא בעל ניואנסים קיצוניים. לעור מבנה מכני מורכב ביותר, עם אלפי קצות עצבים בקצות האצבעות בלבד, מה שמאפשר רגישות ברזולוציה גבוהה במיוחד לפרטים עדינים וללחץ. עם הידיים שלנו אנו יכולים להרגיש רעידות, חום, צורה, חיכוך ומרקם - עד כדי פגמים ברמת תת-מילימטר או אפילו מיקרון. (לראייה פשוטה ברזולוציה נמוכה של כמה החיים קשים עם יכולות מגע מוגבלות, ראה באיזו קלות אתה יכול לעבור יום אחד עם כפפות עבות. רוב הסיכויים שאתה תולש אותם הרבה לפני אמצע הבוקר!)

משוב חושי

"הדבר שנותן לבני אדם את הגמישות והמיומנות הזו הוא המשוב החושי שאנו מקבלים", אמר לפורה. "בזמן שאנו מבצעים משימה, אנו מקבלים משוב חושי מהסביבה. עבור מיומנות, כאשר אנו משתמשים בידיים שלנו, המשוב החושי הדומיננטי הוא חוש המישוש שלנו. זה נותן לנו את התוכן ברזולוציה גבוהה, עתירת המידע, התחושות והמידע על הסביבה שלנו כדי להנחות את הפעולות שלנו".

פיצוח בעיה זו ייקח התקדמות הן בחומרה והן בתוכנה: תפסני רובוט גמישים יותר, מיומנים עם יכולות מעולות לזהות במה הם נוגעים ולהתנהג בהתאם. רכיבים קטנים וזולים יותר יעזרו. לדוגמה, גישות לאחזי רובוטים המשתמשים במצלמות כדי לתפוס את העולם מתחילות לפחות משנות השבעים, עם פרויקטים כמו אוניברסיטת אדינבורו. רובוט פרדי פורץ דרך. עם זאת, רק לאחרונה המצלמות הפכו קטנטנות מספיק כדי שיוכלו להתאים לחתיכת חומרה בגודל של קצה אצבע אנושי. "לפני חמש שנים, המצלמה הקטנה ביותר שתוכלו לקנות הייתה בקוטר של אולי כמה סנטימטרים", אמר לפורה. "עכשיו אתה יכול לקנות מצלמות בגודל [רק כמה] מילימטרים."

יש עוד הרבה עבודה לעשות לפני שניתן יהיה לשלב חידושים כמו חישת קצות אצבעות רכות ברובוטים כדי להעניק להם יכולות חישה מישוש. אבל כשזה יקרה, זה יהיה משנה משחק - אם לבניית רובוטים שמסוגלים לבצע מספר רב יותר של משימות מקצה לקצה במקום העבודה (תחשבו על מחסן אמזון אוטומטי לחלוטין) או אפילו לפעול בעבודות "מגע גבוה" כמו ביצוע תפקידי טיפול.

ככל שרובוטים משתלבים בצורה הדוקה יותר עם החיים כפי שאנו מכירים אותם, היכולת לקיים אינטראקציה בטוחה עם הסובבים אותם תהיה חשובה יותר. מאז 1979, כאשר עובד מפעל במישיגן בשם רוברט וויליאמס הפך לאדם הראשון בהיסטוריה שנהרג על ידי רובוט, רובוטים הופרדו לעתים קרובות מבני אדם כאמצעי זהירות. על ידי מתן היכולת לגעת בבטחה, נוכל להתחיל לשבור את המחסום הזה.

כוחו של מגע

ישנן עדויות המצביעות על כך שבכך רובוטים עשויים לשפר את קבלתם על ידי בני אדם. יצורים חיים, אנושיים ואחרים, נוגעים זה בזה כאמצעי לתקשורת חברתית - ולא, לא רק בצורה מינית. קופים תינוקות שנמנעים ממגע מישוש עם דמות אם עלולים להיות לחוצים ולא מוזנים. אצל בני אדם טפיחה על השכם גורמת לנו להרגיש טוב. דגדוג מצחיק אותנו. מגע יד ביד קצר של ספרן יכול לגרום לביקורות חיוביות יותר על ספרייה, ו"פשוט" דומה נגיעות יכולות לגרום לנו לתת טיפ יותר במסעדה, להוציא יותר כסף במסעדה או לדרג "מגע" יותר מוֹשֵׁך.

מחקר אחד בנושא, מאמר משנת 2009 שכותרתו "העור כאיבר חברתי," מציין כי: "באופן כללי, מחקר מדעי המוח החברתי נוטה להתמקד בערוצים חזותיים ושמיעתיים כמסלולים למידע חברתי. עם זאת, מכיוון שהעור הוא האתר של אירועים ותהליכים החיוניים לאופן שבו אנו חושבים, מרגישים ותקשרים אחד עם השני, מגע יכול לתווך תפיסות חברתיות בדרכים שונות". מגע מרובוט יעורר מאיתנו רגשות חיוביים, גורם לנו להרגיש יותר בחיבה כלפי מכונות או אחרת להרגיע? זה לגמרי אפשרי.

מחקר אחד מתוך 56 אנשים שקיימו אינטראקציה עם אחות רובוטית מצאו שהמשתתפים דיווחו על חיובי בדרך כלל תגובה סובייקטיבית למגע יזום הרובוט, בין אם זה היה לניקוי העור או מתן נוחות. מחקר אחר, עדכני יותר, שכותרתו "כוח השכנוע של מגע רובוט" חקר גם את הנושא הזה.

"[מחקר קודם הראה] שאנשים מתייחסים למחשבים בנימוס, התנהגות שבמבט ראשון נראית בלתי סבירה כלפי מחשבים," לורה קונולד, עוזר פרופסור בפקולטה לפסיכולוגיה בעיצוב ממוקד באדם של מערכות חברתיות-דיגיטליות באוניברסיטת רוהר בוכום בגרמניה, סיפר ל-Digital Trends. "מכיוון שלרובוטים יש גוף פיזי, תהיתי אם השפעות חיוביות כגון מצבים רגשיים חיוביים או ציות, המוכרים ממגע בין אישי מחקר, יכול להתקבל גם על ידי מגע מרובוט." היא ציינה: "בני אדם - תלמידים בעבודתנו - פתוחים בדרך כלל למחוות מגע לא מתפקדות מא רוֹבּוֹט. הם בסך הכל היו משועשעים ותיארו את המחווה כנעימה ולא פוגעת".

ככל שאינטראקציות רובוטים הופכות להיות שכיחות יותר, סביר להניח שהמגע יהיה היבט חשוב של הקבלה החברתית שלהם. כפי שכותב ג'ורג' אליוט (לא, יש לומר, במיוחד על רובוטים) ב מרץ בינוני, "מי ימדוד את העדינות של אותן נגיעות המעבירות את איכות הנשמה כמו גם הגוף?"

רובוטים נעשים מסוגלים יותר כל הזמן. לפני מספר שנים, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בנה רובוט רך עדין מספיק ללכוד ולאחר מכן לשחרר דג חי כפי שהוא שוחה בטנק. רובוטים לקטיף פירות וירקות יכולים גם לזהות ואז לקטוף תוצרת עדינה כמו עגבניות מבלי למעוך אותם לפסטה. אני מקווה שבקרוב הם יהיו אמינים מספיק כדי לעשות את אותו הדבר עם ידיים אנושיות.

הודות לעבודה כזו שמתבצעת על ידי חוקרים במעבדת רובוטיקה בריסטול, הם מתקרבים כל הזמן.

המלצות עורכים

• פרסי Tech For Change של Digital Trends CES 2023
• איך נדע מתי בינה מלאכותית באמת הופכת לחושית?
• ארכיטקטורה אלגוריתמית: האם לתת ל-A.I. לעצב לנו מבנים?
• חישת רגשות א.י. נמצא כאן, וזה יכול להיות בראיון העבודה הבא שלך
• World's Fair 2.0: המשימה להחיות את תערוכת הטכנולוגיה הגדולה בכל הזמנים