როგორ აძლევენ მეცნიერები რობოტებს ადამიანის მსგავს ტაქტილურ გრძნობებს

არსებობს ა კოშმარული სცენა გილერმო დელ ტოროს 2006 წლის ფილმში პანის ლაბირინთი რომელშიც ჩვენ წინაშე დგას ბოროტი ჰუმანოიდი არსება, რომელსაც ფერმკრთალი კაცი ჰქვია. თვალი არ აქვს თავის ამაზრზენ, თმაგაშლილ თავში, ფერმკრთალი კაცი, რომელიც უთვალო ვოლდემორს ჰგავს, ხედავს ხელის გულებში ჩადგმული თვალის კაკლის დახმარებით. ამ თვალით გაზრდილი დანართების გამოყენებით, რომლებსაც იგი სათვალევით უჭირავს თვალისმომჭრელი სახის წინ, ფერმკრთალი კაცი შეუძლია ვიზუალურად აღიქვას და იმოძრაოს მის გარემოცვაში.

ეს გარკვეულწილად აღწერს მუშაობას, რომელსაც ახორციელებენ დიდი ბრიტანეთის ბრისტოლის რობოტიკის ლაბორატორიის მკვლევარები - თუმცა სხეულის საშინელი ასპექტის გარეშე. მხოლოდ მათ შემთხვევაში, ფერმკრთალი კაცის შემცვლელს არ აქვს უბრალოდ თითო თვალის კაკალი თითოეული ხელის გულზე; მას თითო თითო თითზე აქვს.

„უკანასკნელი ოთხი ან ხუთი წლის განმავლობაში მოხდა ცვლილება, რაც მოხდა ტაქტილური ზონდირებისა და რობოტიკის სფეროში [სახით] სენსორებისთვის კამერების გამოყენებისკენ.

პროფესორი ნათან ლეპორა, რომელიც ხელმძღვანელობს ბრისტოლის რობოტიკის ლაბორატორიის 15-კაციან ტაქტილური რობოტიკის კვლევის ჯგუფს, განუცხადა Digital Trends-ს. „მას ჰქვია ოპტიკური და ხედვით დაფუძნებული ტაქტილური ზონდირება. დაჭერის მიზეზი არის იმის გაგება, რომ მაღალი გარჩევადობის ინფორმაციაა თითის წვერებიდან მიღებული შინაარსი გადამწყვეტია ხელოვნური ინტელექტისთვის [საჭიროა] ამის გასაკონტროლებლად სისტემები.”

ციფრული ტენდენციები პირველად გაშუქდა ლეპორას ნამუშევარი 2017 წელს, აღწერს მისი გუნდის პროექტის ადრეულ ვერსიას, როგორც „შედგება ვებკამერისგან, რომელიც დამონტაჟებულია 3D-ნაბეჭდი რბილი თითის წვერი, რომელიც აკონტროლებს შიდა ქინძისთავებს, შექმნილია ადამიანის შეხების რეცეპტორების მსგავსად თითისწვერები.

მას შემდეგ მუშაობა სტაბილურად წინ წავიდა. ამ მიზნით გუნდმა ცოტა ხნის წინ გამოაქვეყნა ახალი კვლევა პროექტის უახლესი ნაბიჯების გამოვლენა: 3D პრინტით დაბეჭდილი ტაქტილური კანის შექმნა, რომელიც შეიძლება ერთ დღეს მოგცეთ პროთეზირებულ ხელებს ან ავტონომიურ რობოტებს შეხების გრძნობა ბევრად უფრო შეესაბამება ადამიანის ხორცსა და სისხლს ხელები.

3D-დაბეჭდილი ბადე შედგება ქინძისთავისმაგვარი პაპილებისგან, რომლებიც მიბაძავს კანის მსგავს სტრუქტურას, რომელიც გვხვდება ადამიანის კანის გარე ეპიდერმულ და შიდა კანის შრეებს შორის. მათ შეუძლიათ წარმოქმნან ხელოვნური ნერვული სიგნალები, რომლებიც გაზომვისას ემსგავსება რეალური ნეირონების ჩანაწერებს რაც საშუალებას აძლევს სხეულის მექანორეცეპტორებს ამოიცნონ ნივთების ან ზედაპირების ფორმა და წნევა, როდესაც შეეხო.

„როდესაც ჩვენ შევადარეთ ხელოვნური თითებიდან გამოსული სიგნალები რეალურ მონაცემებთან, აღმოვაჩინეთ ა ძალიან მსგავსი ემთხვევა ორ მონაცემთა ნაკრებს შორის, ერთნაირი ბორცვებითა და ხეობებით [ნაპოვნი ორივეზე]“, ლეპორა განმარტა.

ამ 3D პრინტით დაბეჭდილი კანის რეცეპტორის ინფორმაციის გაერთიანება პატარა ჩაშენებული კამერებიდან აღებულ მონაცემებთან იმედოვნებს, რომ იყოს გასაღები გრძელვადიანი ოცნების გასახსნელად ხელოვნურ ინტელექტსა და რობოტიკაში: ხელოვნური გრძნობა შეხება.

ხუთივე გრძნობა

მიუხედავად იმისა, რომ ყველა მკვლევარი აუცილებლად არ დაეთანხმება, შესაძლოა ხელოვნური ინტელექტის ყველაზე ფართო ფუნდამენტური მიზანი გამეორება იყოს ადამიანის ინტელექტი (ან, სულ მცირე, უნარი შეასრულოს ყველა ის ამოცანა, რაც ადამიანს შეუძლია) შიგნით კომპიუტერი. ეს ნიშნავს ხუთი გრძნობის - მხედველობის, სმენის, ყნოსვის, გემოსა და შეხების ხელახლა შექმნის გზების გარკვევას პროგრამული ფორმით. მხოლოდ ამის შემდეგ შეიძლება მოხდეს ხელოვნური ზოგადი ინტელექტის პოტენციური ტესტები, როგორიცაა შემოთავაზებული ”ყავის ტესტი” (ნამდვილად ინტელექტუალურ რობოტს უნდა შეეძლოს სახლში შესვლა და ფინჯანი ყავის მოსამზადებლად საჭირო ინგრედიენტებისა და კომპონენტების მოძიება).

დღემდე, დიდი ყურადღება და პროგრესია მიღწეული, როდესაც საქმე ეხება გამოსახულების და აუდიოს ამოცნობას. ნაკლები ყურადღება, მაგრამ მაინც ცოტა, დაეთმო სუნი და გემო. AI-ით აღჭურვილ ჭკვიან სენსორებს შეუძლიათ მონაცემთა ბაზაში ასობით განსხვავებული სუნის ამოცნობა „ციფრული ცხვირი.” ციფრული გემოვნების ტესტერები, რომელსაც შეუძლია ობიექტური ზომების მიცემა გემოს მიმართ, ასევე გამოძიების საგანია. მაგრამ შეხება საოცრად მიუწვდომელია.

„ჩვენ უფრო შეგნებულად ვაცნობიერებთ ისეთ სფეროებს, როგორიცაა ხედვა“, - თქვა ლეპორამ და განმარტა, თუ რატომ იყო აქცენტი ხშირად სხვაგან მკვლევარებისთვის. „ამის გამო, ჩვენ მას უფრო დიდ მნიშვნელობას ვანიჭებთ იმასთან დაკავშირებით, თუ რას ვაკეთებთ ყოველდღე. მაგრამ როდესაც საქმე ეხება შეხებას, უმეტეს შემთხვევაში ჩვენ არც კი ვიცით, რომ ვიყენებთ მას. და რა თქმა უნდა, არ არის ის ისეთი მნიშვნელოვანი, როგორც არის. თუმცა, თუ შეხების გრძნობას წაართმევთ, ხელები სრულიად უსარგებლო იქნება. თქვენ ვერაფერს გააკეთებდით მათთან. ”

ეს არ ნიშნავს იმას, რომ რობოტებმა თავი აარიდეს რეალურ სამყაროს ობიექტებთან ურთიერთობისგან. ნახევარ საუკუნეზე მეტი ხნის განმავლობაში, ინდუსტრიული რობოტები შეზღუდული მოძრაობის ღერძებით და მარტივი მოქმედებებით, როგორიცაა დაჭერა და ბრუნვა, გამოიყენება ქარხნის ასამბლეის ხაზებზე. ამაზონის შესრულების ცენტრებში რობოტები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ იმაში, რომ შესაძლებელი იყოს ერთდღიანი მიწოდების პროცესი. 2012 წელს რობოტების კომპანიის Kiva-ს შეძენის წყალობით, Amazon-ის საწყობებში წარმოდგენილია ყუთი რობოტების ჯარი, მსგავსი დიდი ოთახის ბასები, რომლებიც ატრიალებენ პროდუქტის თაროებზე და მიაქვთ მათ ადამიანთა „შემრჩეველთან“ სწორი ნივთების შესარჩევად. საწყისი

თუმცა, მიუხედავად იმისა, რომ ორივე ეს პროცესი მნიშვნელოვნად ამცირებს იმ დროს, რაც ადამიანს დასჭირდება ამ ამოცანების შესასრულებლად დახმარების გარეშე, ეს რობოტები ასრულებენ მხოლოდ შეზღუდულ ფუნქციონირებას - ადამიანებს უტოვებენ სიზუსტის დიდ ნაწილს მუშაობა.

ამის კარგი მიზეზი არსებობს: მიუხედავად იმისა, რომ ჭკვიანური მართვა არის ის, რასაც ადამიანების უმეტესობა თავისთავად თვლის, ეს არის რაღაც, რაც არაჩვეულებრივად რთულია მანქანებისთვის. ადამიანის შეხება უკიდურესად ნიუანსია. კანს აქვს უაღრესად რთული მექანიკური სტრუქტურა, ათასობით ნერვული დაბოლოებით მხოლოდ თითების წვერებზე, რაც საშუალებას აძლევს უკიდურესად მაღალი გარჩევადობის მგრძნობელობას წვრილი დეტალებისა და წნევის მიმართ. ჩვენი ხელებით ჩვენ შეგვიძლია ვიბრაცია, სითბო, ფორმა, ხახუნი და ტექსტურა ვიგრძნოთ - სუბმილიმეტრამდე ან თუნდაც მიკრონის დონის ხარვეზებამდე. (მარტივი, დაბალი გარჩევადობის ხედვისთვის იმის შესახებ, თუ რამდენად რთულია ცხოვრება შეხების შეზღუდული შესაძლებლობებით, იხილეთ, თუ რამდენად შეუფერხებლად შეგიძლიათ გაიაროთ ერთი დღე სქელი ხელთათმანების ტარების დროს. დიდი შანსია, რომ მათ შუა დილამდე დიდი ხნით ადრე მოწყვეტთ!)

სენსორული გამოხმაურება

”ის, რაც ადამიანებს აძლევს მოქნილობას და მოხერხებულობას, არის სენსორული გამოხმაურება, რომელსაც ჩვენ ვიღებთ”, - თქვა ლეპორამ. „როდესაც ჩვენ ვასრულებთ დავალებას, ვიღებთ სენსორულ გამოხმაურებას გარემოდან. მოხერხებულობისთვის, როცა ხელებს ვიყენებთ, ეს დომინანტური სენსორული გამოხმაურება არის ჩვენი შეხების გრძნობა. ის გვაძლევს მაღალი გარჩევადობის, მაღალინფორმაციულ შინაარსს, შეგრძნებებს და ინფორმაციას ჩვენი გარემოს შესახებ, რათა წარმართოს ჩვენი ქმედებები.”

ამ პრობლემის აღმოფხვრა საჭიროებს წინსვლას როგორც აპარატურაში, ასევე პროგრამულ უზრუნველყოფაში: უფრო მოქნილი, მოხერხებული რობოტის მომჭერები უმაღლესი შესაძლებლობებით, ამოიცნონ რას ეხებიან და შესაბამისად მოიქცნენ. მცირე, იაფი კომპონენტები დაგეხმარებათ. მაგალითად, მიდგომები რობოტების მჭერებთან, რომლებიც იყენებენ კამერებს სამყაროს აღქმისთვის, ჯერ კიდევ 1970-იანი წლებიდან თარიღდება, ისეთი პროექტებით, როგორიცაა ედინბურგის უნივერსიტეტი. პიონერი ფრედი რობოტი. თუმცა, სულ ახლახანს, კამერები საკმარისად პაწაწინა გახდა, რომ ისინი შეიძლება მოთავსდეს ადამიანის თითის ზომის აპარატურაში. ”ხუთი წლის წინ, ყველაზე პატარა კამერა, რომლის ყიდვაც შეიძლებოდა, იყო რამდენიმე სანტიმეტრი”, - თქვა ლეპორამ. ”ახლა შეგიძლიათ შეიძინოთ კამერები, რომლებიც [სულ რაღაც] მილიმეტრია.”

ჯერ კიდევ ბევრია გასაკეთებელი, სანამ ისეთი ინოვაციები, როგორიცაა რბილი თითების შეგრძნება, რობოტებში ჩაერთვება, რათა მათ შეხების უნარი მისცენ. მაგრამ როდესაც ეს მოხდება, ეს იქნება თამაშის შეცვლა - იქნება ეს რობოტების მშენებლობისთვის, რომლებსაც შეუძლიათ მეტი რაოდენობის შესრულება სამუშაო ადგილიდან ბოლომდე დასრულებული ამოცანები (იფიქრეთ ამაზონის მთლიანად ავტომატიზებულ საწყობზე) ან თუნდაც იმოქმედოთ „მაღალი შეხების“ სამუშაოებში, როგორიცაა შესრულება მზრუნველი როლები.

რამდენადაც რობოტები უფრო მჭიდროდ იქნებიან ინტეგრირებული ცხოვრებასთან, როგორც ეს ჩვენ ვიცით, უფრო მნიშვნელოვანი გახდება მათ გარშემო მყოფებთან უსაფრთხოდ ურთიერთობის უნარი. 1979 წლიდან, როდესაც მიჩიგანის ქარხნის თანამშრომელი, სახელად რობერტ უილიამსი, გახდა ისტორიაში პირველი ადამიანი, რომელიც რობოტმა მოკლა, რობოტები ხშირად აცალკევდნენ ადამიანებისგან უსაფრთხოების მიზნით. უსაფრთხო შეხების უნარის მინიჭებით, ჩვენ შეგვიძლია დავიწყოთ ამ ბარიერის დანგრევა.

შეხების ძალა

არსებობს მტკიცებულება იმისა, რომ ამით რობოტებს შეუძლიათ გააძლიერონ ადამიანების მიერ მათი მიღება. ცოცხალი არსებები, როგორც ადამიანები, ისე სხვა, ერთმანეთს ეხებიან, როგორც სოციალური კომუნიკაციის საშუალება - და არა, არა მხოლოდ სექსუალური გზით. ჩვილი მაიმუნები, რომლებსაც მოკლებულია დედის ფიგურასთან ტაქტილური კონტაქტი, შეიძლება გახდეს სტრესული და ცუდად კვება. ადამიანებში ზურგზე ხელის დარტყმა თავს კარგად გვაგრძნობინებს. ტიკტიკი გვაცინებს. ბიბლიოთეკარის მოკლე ხელით შეხებამ შეიძლება გამოიწვიოს ბიბლიოთეკის უფრო ხელსაყრელი მიმოხილვა და მსგავსი „მარტივი“ შეხებამ შეიძლება გაგვაჩინოს მეტი წვდომა რესტორანში, დახარჯოს მეტი ფული რესტორანში, ან შეაფასოს „toucher“ როგორც მეტი მიმზიდველი.

ამ თემის ერთი კვლევა, 2009 წლის ნაშრომი სახელწოდებით ”კანი, როგორც სოციალური ორგანო", აღნიშნავს, რომ: "ზოგადად, სოციალური ნეირომეცნიერების კვლევა მიდრეკილია ფოკუსირებული იყოს ვიზუალურ და აუდიტორულ არხებზე, როგორც სოციალური ინფორმაციის მარშრუტებზე. თუმცა, იმის გამო, რომ კანი არის მოვლენებისა და პროცესების ადგილი, რომლებიც გადამწყვეტია იმისთვის, თუ როგორ ვფიქრობთ, ვგრძნობთ და ვურთიერთობთ ერთმანეთთან, შეხება შეიძლება იყოს შუამავალი. სოციალური აღქმა სხვადასხვა გზით“. რობოტის შეხება ჩვენგან დადებით გრძნობებს გამოიწვევდა, რაც უფრო სიყვარულს გვაგრძნობინებს მანქანების მიმართ ან სხვაგვარად ამშვიდებს? სავსებით შესაძლებელია.

ერთი კვლევა 56 ადამიანიდან, რომლებიც ურთიერთობდნენ რობოტ მედდასთან, აღმოაჩინა, რომ მონაწილეებმა განაცხადეს ზოგადად ხელსაყრელი სუბიექტური პასუხი რობოტის მიერ ინიცირებულ შეხებაზე, იქნება ეს მათი კანის გასაწმენდად თუ მისაწოდებლად კომფორტს. კიდევ ერთი, უფრო უახლესი კვლევა, სახელწოდებით "Robot Touch-ის დამაჯერებელი ძალა”, - შეისწავლა ეს თემაც.

„[წინა კვლევამ აჩვენა], რომ ადამიანები კომპიუტერებს თავაზიანად ეპყრობიან, ქცევა, რომელიც ერთი შეხედვით არაგონივრული ჩანს კომპიუტერების მიმართ. ლორა კუნოლდიგერმანიის რურის უნივერსიტეტის ბოხუმის, ფსიქოლოგიის ფაკულტეტის ასისტენტმა პროფესორმა სოციო-ციფრული სისტემების ადამიანზე ორიენტირებული დიზაინში განუცხადა Digital Trends-ს. „რადგან რობოტებს აქვთ ფიზიკური სხეული, მაინტერესებდა არის თუ არა დადებითი ეფექტები, როგორიცაა პოზიტიური ემოციური მდგომარეობა ან დამორჩილება, რომლებიც ცნობილია ინტერპერსონალური შეხებით. კვლევა, ასევე შეიძლება გამოვლინდეს რობოტის შეხებით. მან აღნიშნა: ”ადამიანები - სტუდენტები ჩვენს საქმიანობაში - ზოგადად ღიაა შეხების არაფუნქციური ჟესტების მიმართ. რობოტი. ისინი საერთოდ მხიარულობდნენ და აღწერეს ეს ჟესტი, როგორც სასიამოვნო და არასაზიანო. ”

რამდენადაც რობოტების ურთიერთქმედება უფრო ჩვეულებრივი ხდება, შეხება, სავარაუდოდ, მათი სოციალური მიღების მნიშვნელოვანი ასპექტი იქნება. როგორც ჯორჯ ელიოტი წერს (არა, უნდა ითქვას, კონკრეტულად რობოტებზე) ქ შუამარხი,,ვინ გაზომავს იმ შეხების დახვეწილობას, რომელიც გადმოსცემს სულისა და სხეულის ხარისხსაც?

რობოტები სულ უფრო ძლიერდებიან. რამდენიმე წლის წინ მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიურმა ინსტიტუტმა ააშენა რბილი რობოტი, რომელიც საკმარისად დელიკატური იყო დაიჭირეთ და შემდეგ გაათავისუფლეთ ცოცხალი თევზი როგორც ის ცურავს ტანკში. ხილისა და ბოსტნეულის ამკრეფ რობოტებს ასევე შეუძლიათ ამოიცნონ და შემდეგ კრეფა დელიკატური პროდუქტი, როგორიცაა პომიდორი მათ პასატად დაწურვის გარეშე. იმედია, ისინი მალე იქნებიან საკმარისად სანდო, რომ იგივე გააკეთონ ადამიანის ხელით.

ბრისტოლის რობოტიკის ლაბორატორიის მკვლევარების მიერ მსგავსი სამუშაოს წყალობით, ისინი სულ უფრო უახლოვდებიან.

რედაქტორების რეკომენდაციები

• ციფრული ტენდენციების Tech For Change CES 2023 ჯილდოები
• როგორ გავიგოთ, როდის ხდება AI რეალურად მგრძნობიარე?
• ალგორითმული არქიტექტურა: უნდა დავუშვათ A.I. შენობების დიზაინი ჩვენთვის?
• ემოციების აღმძვრელი A.I. აქ არის და ეს შეიძლება იყოს თქვენს შემდეგ სამუშაო ინტერვიუში
• მსოფლიო გამოფენა 2.0: მისია აღადგინოს ყველა დროის უდიდესი ტექნიკური გამოფენა