Mój przyjaciel robot

W najbliższych latach będzie rosło zapotrzebowanie na zrobotyzowane urządzenia domowe. Jednocześnie coraz wyraźniejsze stają się związki między robotyką a informatyką.

W najbliższych latach będzie rosło zapotrzebowanie na zrobotyzowane urządzenia domowe. Jednocześnie coraz wyraźniejsze stają się związki między robotyką a informatyką.

Sztuczna inteligencja należy do najbardziej dynamicznych obszarów technologii informatycznych. Jednak dość powszechnie kojarzy się ją jeszcze ze sferą eksperymentalną, która dopiero w przyszłości miałaby odegrać większe znaczenie praktyczne. Owszem, po przyłożeniu najwyższej miary, ideału naturalnych kryteriów inteligencji, ta techniczna inteligencja może jawić się ciągle jako bardziej "sztuczna" niż "inteligentna". Niemniej mamy tu do czynienia z grupą technologii, które dawno już opuściły laboratoria i sale naukowych kongresów. Dowodem jest choćby tylko wyliczenie czterech filarów tej dziedziny - to systemy doradcze, sieci neuronowe, logika rozmyta i bioalgorytmy (ewolucyjne, mrówkowe). Wysiłek badawczy w każdym z tych obszarów doprowadził do powstania wielu aplikacji, które znajdziemy zarówno w otoczeniu pracy fachowców (np. medyczne systemy ekspertowe), jak i zwykłym gospodarstwie domowym, gdzie "pokrętna" logika (fuzzy logic) "zaszyta" została w pralek czy cyfrowych aparatów fotograficznych.

W dyskusjach dotyczących sztucznej inteligencji często zapomina się, że nawet najprostszych form świadomości nie można oddzielać od mobilności (problemowi intencjonalności i ciała poświęcono obszerne fragmenty książki Jana Marka Kasperskiego "Sztuczna inteligencja"). Faktycznie, każda naturalna inteligencja - choćby taka, jaka związana jest ze zwojami nerwowymi mrówki - przemieszcza się w przestrzeni. Ruch odróżnia też świat zwierzęcy od roślinnego, a więc w świecie ożywionym jego część bardziej i mniej inteligentną.

Można wyobrazić sobie wyizolowany mózg, trwający w bezruchu i komunikujący się ze światem, byłby to jednak kontakt bardzo ograniczony i takiż rozwój takiego tworu. My sami rozwijamy się w interakcji z otoczeniem, w ruchu właśnie. Również w naszych ruchach przejawia się inteligencja. Tymczasem sztuczna inteligencja potrafiąca zamiatać ulice i zmywać szyby stanowi aktualnie większy problem niż taka, która gra w szachy na arcymistrzowskim poziomie. Dziś jednak podejmujemy i to wyzwanie, kierując zwiększoną uwagę w stronę robotów (o czym była mowa w wywiadzie z prof. Perkowskim "Robot dla każdego", opublikowanym w pierwszym tegorocznym numerze tygodnika Computerworld).

Ruchoma inteligencja

Mobilna inteligencja nie musi być od razu humanoidalna. Może przyjąć postać przenośnego urządzenia elektronicznego, któremu mobilność zapewni jego "organizm macierzysty", czyli człowiek noszący owe cacko ze sobą albo na sobie (wearable computer). Nieruchoma, techniczna inteligencja może zostać "pociągnięta" siłą napędową samochodowego silnika - w ten sposób mielibyśmy do czynienia z inteligentnymi pojazdami. W takim modelu sztucznej inteligencji widać jednak wyraźny rozdział między jej ciałem i mózgiem. Oprócz tego istnieje jeszcze pośrednik między sprzętem i oprogramowaniem, czyli człowiek.

Tymczasem pełną swobodę działania zyska dopiero robot - zarówno inteligentny, jak i mobilny, co często łączy się z wymogiem humanoidalności urządzenia. Człekokształtność pozwala bowiem robotowi osiągnąć wygląd, który przyjaźnie oddziałuje na jego użytkownika. Ma to niebagatelne znaczenie psychologiczne.

Tysiące i miliony lat ewolucji zdeterminowały kształt ludzkiego ciała, który z kolei definiuje formy naszego architektonicznego i domowego otoczenia. Uchwyt szuflady ma wielkość odpowiednią dla naszych palców, z kolei jej głębokość i rozmiary muszą być takie, aby mogła się w niej poruszać ludzka ręka, sięgająca po przedmioty. Robot, który ma wykonywać podobne czynności, musi także dysponować podobnymi kończynami.

Taki antropomorficzny paradygmat nie wyklucza konstrukcji o zupełnie innej formie, dla zastosowań specjalistycznych. Np. cybernetycznej kuli o niewielkich rozmiarach, wyposażonej w ruchome ssawki, znakomicie docierającej podczas samodzielnego odkurzania do różnych zakamarków w mieszkaniu. Możliwe są także rozwiązania hybrydowe: humanoid pełniący rolę robota-matki uruchamiający w razie potrzeby swoje specjalizowane moduły. Współczesnym, dwunożnym robotom kroczącym daleko jednak jeszcze do sprawności człowieka.

Narciarz ASIMO

Idąc czy stojąc nie zastanawiamy się nad tym, jak wiele mięśni, ścięgien, stawów, kości, znajdując się w nieustannym i skoordynowanym ruchu bądź napięciu, zapewnia nam dwunożną postawę będącą podstawą naszej antropogenezy i zjawiskiem unikatowym w świecie fauny. Stąd tak charakterystyczna dla humanoidów postawa narciarza: ugięte kolana, przygarbione plecy, nisko opuszczone ręce i pochylona głowa. Wszystko to dla realizacji podobnego celu jak na ośnieżonym stoku zjazdowym: by obniżyć punkt ciężkości.

Nauka chodzenia, nie mówiąc już o bieganiu, nie jest dla robota rzeczą łatwą. O powadze problemu świadczą parametry ASIMO (Advanced Step In Innovative Mobility), uważanego za jedną z najbardziej zaawansowanych konstrukcji chodzących, wykonanych ręką człowieka. Już w 2003 r. humanoid towarzyszył premierowi Japonii podczas jego oficjalnej wizyty w Czechach, gdzie złożył kwiaty pod pomnikiem twórcy słowa "robot" (1920 r.), jakim był pisarz Karel Capek. Dodajmy, że wydarzenie oficjalnie i dość pompatycznie (bądź żartobliwie) określono jako "gest dobrej woli ambasadora społeczności robotów".

Projekt ASIMO, od 20 lat realizowany w firmie Honda, doczekał się ostatnio nowej wersji (w nawiasie dane rok wcześniejsze): prędkość chodzenia 2,7 (2,5) km/h, bieg 6,0 (3,0) km/h, maksymalny czas utrzymywania się w powietrzu 0,08 (0,05) s. W każdym razie rozmiary robota powodują, że raczej nie napędzi on stracha ludziom: waży 54 kg i mierzy 130 cm.

Już ta krótka wyliczanka wskazuje, że mamy tu do czynienia raczej z nieporadnym kilkulatkiem niż partnerem, na jakiego może liczyć jego konstruktor - człowiek. W najbliższych latach przekonamy się zatem, czy japońskim inżynierom uda się zaprojektować nowe wersje urządzenia, tak efektywnie jak ma to miejsce w naturze, gdzie dziecko szybko dorasta, stając się sprawnym młodzieńcem. Póki co robotem jako kandydatem do lotów kosmicznych interesuje się m.in. NASA.

ASIMO, aby zostać astronautą, musi jednak spełnić dość prosty warunek: nie padać ze zmęczenia po godzinie spaceru - na tyle bowiem wystarcza mu energii z jego akumulatorów. Tutaj jednak zanotowano postęp - poprzednie wersje maszerowały bez ładowania jedynie 30 min.

Robocop i robocup

Okazuje się, że naszej cywilizacji łatwiej było stworzyć sztuczną inteligencję grającą w szachy niż taką, która po partyjce potrafiłaby jeszcze odkurzyć mieszkanie.

A przecież szachy, od setek czy tysięcy lat, uchodziły za niezwykle inteligentną grę. Nie śmiano nawet marzyć o tym, by w szachy mogła grać maszyna. Jeszcze w latach 50. zgadzano się bez wahania z tym, że gdyby nawet taką maszynę udało się zbudować, to byłaby ona prawdziwym "mózgiem elektronowym", o właściwościach podobnych do ludzkiego. I cóż się stało? Oto jest. Nazywa się pecet. Bo zwykły program szachowy na zwykłym pececie potrafi grać na mistrzowskim poziomie. No więc jak to jest? Czy szachy są "głupie", czy też musimy zrewidować nasze poglądy na inteligencję?

Robotyk stoi przed innym wyzwaniem: stworzyć cudowną, ruchomą konstrukcję, która w ułamku sekundy potrafiłaby, śledząc lot obiektu, ustawić pod odpowiednim kątem swoją nogę, tak aby go prawidłowo odbić. Krótko mówiąc, owo wspaniałe urządzenie powinno umieć robić to, do czego zdolny jest każdy gracz w piłkę nożną. Tak więc droga do ideału filmowego robo-gliny (robocop) wiedzie przez piłkarskie rozgrywki robotów (robocup). O poziomie tej dyscypliny sportowej można przekonać się, zaglądając na oficjalną stronę FIRA (Federation of International Robot-soccer Association) -http://www.fira.net . Ostatni RoboWorldCup w Singapurze (grudzień ub.r.) zakończył się niekwestionowanym sukcesem drużyn z tamtej części świata - 7 z 8 tytułów mistrzowskich, o które walczyły 83 zespoły z 16 krajów. Od nas najlepsza była Austria.

Śmietnik na kółkach

Zapewne przyjdzie nam jeszcze kilka dziesięcioleci poczekać, zanim piłkarskie roboty będą mogły zmierzyć się z żywymi graczami. Póki co mamy bowiem do czynienia z pokracznymi tworami, przypominającymi śmietniki na kółkach, poruszające się po boisku z wdziękiem pijanego słonia i grające wedle starej, wypróbowanej wśród przedszkolaków strategii: kupą, mości panowie. Niemniej właśnie w obszarze śmieci (!) mobilne roboty wkraczają masowo do naszych domów. Testy automatycznych odkurzaczy, opublikowane przez czasopismo Tomorrow, wskazują, że nie zagrażają one jeszcze tym klasycznym, ale mogą być z powodzeniem stosowane jako urządzenia dodatkowe, które samoczynnie odkurzają, automatycznie zjeżdżają do stacji ładowania, gdy brakuje im energii, dysponują tzw. wirtualną ścianą i rozpoznają przeszkody (schody). Paleta tych urządzeń jest spora - od najtańszych (kilkadziesiąt euro) jak Robomaxx, poprzez Roombę amerykańskiej firmy iRobot (ok. 300 euro), aż do droższych modeli niemieckiego Kärchera czy szwedzkiego Electroluxa (Trilobite). W każdym razie miłośnicy "Gwiezdnych wojen" i gracji robota Artoo-Detoo (R2-D2) powinni być usatysfakcjonowani.

Tymczasem na deskach projektowych kreślone są plany wszechobecnych robotów nowej generacji - ubibotów (ubiquitos robot), które mają połączyć zalety robotów software'owych (softbot), hardware'owych embotów (embedded robot) i robotów mobilnych (mobot). Taki robot miałby być także robotem sieciowym - połączony z Internetem dysponowałby zawsze najnowszym oprogramowaniem i aktualną wiedzą całej Sieci. Może to być pomocne w tworzeniu indywidualnej mapy przestrzeni, niezbędnej do wykonywania zleconych zadań. Weryfikując swoje położenie, napotykając na przeszkody czy zagrożenia, robot nie będzie sam. Będzie mógł korzystać z potężnych baz informacji, zawierających dane o najnowszych modelach pralek, które ma obsługiwać, topografii gruntu, po którym się porusza, czy topologii wszelkiego rodzaju niewidocznych instalacji.

Kolejnym krokiem rozwoju "ruchomej informatyki" będzie współpraca robotów komunikujących się ze sobą w lokalnie tworzonych zespołach (sieciach). Znajdą się w nich także skomputeryzowane urządzenia stacjonarne. Prędzej czy później mikro- bądź nanoprocesory znajdą się w każdej cegle i każdym guziku od koszuli. W ten sposób powstanie planetarne tworzywo dla nowego rodzaju sztucznej materii, która nie tylko będzie inteligentna, ale także mobilna.


TOP 200