Рефлексы защищают наше тело — например, когда мы отрываем руку от горячей плиты. Эти защитные механизмы также могут быть полезны для роботов. В этом интервью профессор Сами Хаддадин и Йоханнес Кюн из Мюнхенской школы робототехники и машинного интеллекта (MSRM) Мюнхенского технического университета (TUM) объясняют, почему, если дать испытуемым « пощечину », можно заложить основу для роботы будущего.
В своей статье, опубликованной в Scientific Reports , вы описываете экспериментальную установку, в которой людей фактически били по руке — для изучения их рефлексов …
Кюн: Да, можно так сказать. В нашем исследовании, проведенном в сотрудничестве с Имперским колледжем Лондона, испытуемым требовались рефлексы для защиты от двух разных источников боли : во-первых, от удара по руке. И, спасая свою руку и руку от опасности, они также должны были избегать препятствия локтями. Мы изучили втягивание руки и обнаружили, что это очень скоординированное движение.
Мы также заметили, что боль, которую ожидает человек, формирует рефлекс : если я знаю, что объект позади меня вызовет такую же боль, как и удар по моим пальцам, я уберу руку иначе, чем когда я знаю, что объект не причинит боли. .
Как такой, казалось бы, простой эксперимент может способствовать развитию интеллектуальных высокотехнологичных машин, таких как роботы?
Хаддадин: Люди обладают удивительными способностями. Можно говорить о встроенном в человеческое тело интеллекте, который необходим для выживания. Защитный рефлекс — центральная часть этого. Представьте себе классическую ситуацию «рука на раскаленной плите». Не задумываясь, мы убираем руку, как только кожа ощущает тепло. Таких рефлексов у роботов пока нет. Их реакция на надвигающиеся столкновения, как правило, довольно бессмысленна: они просто останавливаются и не двигаются, пока человек не предпримет никаких действий.
В некоторых ситуациях это может иметь смысл. Но если робот просто перестанет двигаться при прикосновении к горячей плите, это, очевидно, будет иметь фатальные последствия. Поэтому в MSRM мы заинтересованы в разработке автономных и интеллектуальных рефлекторных механизмов как части центральной нервной системы для роботов, так сказать. Люди служат нам образцом для подражания . Как работают их рефлексы и чему мы можем научиться у них для разработки интеллектуальных роботов?
Какие выводы вы можете сделать из своего эксперимента по разработке роботов?
Кюн: Мы получили представление о том, как работает рефлекторное движение: способ, которым люди координируют рефлекс, можно рассматривать как бросание плеча вперед, в некотором смысле, чтобы ускорить отдергивание руки . Этот принцип может быть применен в развитии рефлекторных движений у человекоподобных роботов, когда сигнал посылается в одну часть робота, чтобы повлиять на движение другой.
Эти знания также будут полезны при разработке роботизированных протезов, которые, как ожидается, будут работать «как человек».
Вы упомянули, что «ожидаемая боль» сыграла роль в вашем эксперименте. Могут ли роботы также предвидеть боль?
Кюн: Это было бы большим преимуществом. Это может помочь классифицировать потенциальные столкновения на основе уровней опасности и, если необходимо, спланировать действия по уклонению. Это не только обеспечит безопасность робота.
Если бы робот был способен предвидеть человеческую боль, он мог бы вмешаться в опасную ситуацию, чтобы спасти человека от этой боли.
Придется ли тогда роботам научиться чувствовать боль так же, как людям?
Хаддадин: Нет. Наше восприятие боли очень сложное и связано с эмоциями. Поэтому мы не можем сравнивать это с человеческим «болевым ощущением». Роботы — это инструменты, а не живые существа. Искусственная боль — это не что иное, как технический сигнал, основанный на данных с различных датчиков. В MSRM мы уже разработали первоначальный рефлекторный механизм для роботов, основанный на «искусственной боли». При прикосновении к горячим или острым предметам наш робот рефлекторным движением отдергивал руку.
Каковы ваши следующие шаги на пути к роботу с полностью развитым защитным рефлексом?
Хаддадин: Большая проблема в нашей области исследований между людьми и машинами заключается в том, что у нас все еще есть только рудиментарное понимание нашей ролевой модели: рефлекторной системы человека, работающей с сенсомоторными механизмами обучения сложного нейромеханического двигательного аппарата. И в этом заключается захватывающая научная задача: со всеми неизвестными постоянно улучшать вдохновляемые человеком способности наших интеллектуальных машин, используя при этом то, что мы узнаем, для лучшего понимания того, как функционируют люди. В принципе, можно сказать, что это продолжалось со времен Леонардо да Винчи и будет продолжаться еще много лет.
Credit: Uli Benz/TUM