Robot dla każdego

Z profesorem Markiem Perkowskim, dyrektorem Laboratorium Robotów Inteligentnych w Portland State University w Oregonie, rozmawia Andrzej Gontarz.

Z profesorem Markiem Perkowskim, dyrektorem Laboratorium Robotów Inteligentnych w Portland State University w Oregonie, rozmawia Andrzej Gontarz.

Razem ze swoimi współpracownikami i studentami tworzy Pan teatr robotów. Czemu ma to służyć? Jaki jest związek tego projektu z Pana pracą badawczo-naukową?

Działalność naukowa naszego Laboratorium dotyczy komputerów kwantowych i automatycznego projektowania w syntezie logicznej. Specjalizujemy się w maszynowym uczeniu, a zwłaszcza w tych jego aspektach, które mają związki z konstrukcją różnych układów sterowania i rozpoznawania. Naszym celem nie jest samo budowanie robotów. Prace nad robotami traktujemy jako przyczynek do badań i nauczania informatyki, sztucznej inteligencji, algorytmiki kwantowej wizji komputerowej.

W odniesieniu do robotów edukacyjnych nie myśli się o użyteczności ich funkcji. Roboty są dla nas narzędziem do zdobywania wiedzy z dziedziny programowania czy rozwiązywania problemów natury logicznej lub systemowej. Robotyka jest środowiskiem, gdzie sprawdzamy pewne algorytmy, uczymy się projektowania nowych klas układów cyfrowych itp. Badamy na przykład zastosowanie logiki kwantowej do modelowania emocji lub sterujemy robotem przy wykorzystaniu algorytmu immunologicznego. Robot jest po to, aby sprawdzić, jak to praktycznie działa i zademonstrować efekty automatycznego uczenia. W niektórych przypadkach efekty można by pokazać i w programie graficznym, ale roboty dają większe możliwości.

Teatr robotów to koncepcja, jak na razie, czysto dydaktyczna. Do tej pory występował tylko raz - w Korei. Stamtąd zresztą pochodzi pomysł do zajęcia się teatrem robotów. Inspiracją była sztuka grywana od 600 lat w jednej z koreańskich wsi. Jest w niej stały, kanoniczny tekst, jak i fragmenty improwizowane, gdzie aktorzy mogą dodawać własne komentarze, zaczepiać widzów, tańczyć z nimi. Chcemy w ten sposób pokazać, że roboty potrafią zarówno zachowywać się dokładnie wedle zaprogramowanego wzorca, jak i wchodzić w interakcje z innymi - np. gdy podchodzi do nich widz, witają go i zadają mu pytanie, rozpoznają jego gesty. Nasze roboty grają role aktorskie, śpiewają piosenki, tańczą.

Czy te doświadczenia dadzą się wykorzystać szerzej, np. do nauczania informatyki wśród młodzieży szkolnej?

Robot dla każdego

Tak, to już się dzieje. Rząd amerykański, a także wiele firm, przede wszystkim Intel, przeznaczają dużo pieniędzy, by młodzi ludzie w szkołach czy klubach dzielnicowych mogli budować roboty. Kiedyś młodzież składała radia, pasjonowała się robieniem wzmacniaczy czy modelarstwem lotniczym, teraz może budować roboty. Nie jest to takie trudne, w zasadzie każdy przy odrobinie dobrych chęci może zbudować samodzielnie robota. Notabene, tradycyjne modelarstwo było w rozwoju robotyki szkolnej bardzo przydatne, gdyż praktycznie wszystkie jego aspekty są bardzo tutaj użyteczne. W USA czy Japonii można kupić w sklepach silniki, serwomechanizmy, a nawet obwody drukowane z kompletnymi sterownikami, które służą do samodzielnego konstruowania robotów. Można też wykorzystywać część zabawek. Konstruktor może koncentrować się na wyższych funkcjach sterowania, gdyż podstawowe ruchy są już zapisane w gotowych układach scalonych. Konstruktor widzi więc zachowanie robota raczej przez oprogramowanie niż detale sprzętowe.

Zajęcia odbywają się we wszystkich typach szkół - od podstawowych po średnie. Często biorą w nich udział osoby niepełnosprawne. Specjalne kursy dla zainteresowanej młodzieży prowadzone są też na uczelniach, w tym i na naszej. Uczniowie konstruują roboty, których mechanikę czy zachowania sami najpierw indywidualnie lub grupowo wymyślają. Wśród chłopców dużą popularnością cieszą się oczywiście roboty potrafiące walczyć.

Jaki jest podstawowy cel takich zajęć? Jakie umiejętności nabywają ich uczestnicy?

Ich funkcje są wielorakie. Przede wszystkim służą edukacji technicznej. Robotyka to znakomita okazja, by nauczyć się informatyki, ale też fizyki, kinetyki. Mają też ważne aspekty wychowawcze. Odciąga się młodych ludzi od narkotyków, uczy pracy w grupie, przygotowuje do późniejszej pracy zawodowej. Nawiązywane się liczne kontakty, ujawniają się liderzy.

Praca przy konstruowaniu robotów wyzwala wśród młodych ludzi kreatywność, inspiruje do twórczych działań. Często dzieci mają duże zdolności techniczne, ale brakuje im umiejętności społecznych, na przykład nie potrafią współpracować z innymi. W trakcie prac nad robotami uczą się nie tylko technologii, lecz także obycia w grupie, działania w zespole, nawiązywania kontaktów z innymi ludźmi, poszukiwania odpowiednich części czy układów, opisywania półproduktów, które mogą dla nich wykonać inni. W robotyce dużą rolę odgrywa aspekt integracji różnych elementów. To uczy współdziałania. Ważnym zagadnieniem jest, na przykład, zsynchronizowanie programowania z tworzeniem układów mechanicznych. Program musi uwzględniać reakcję zwrotną mechaniki. Do rozwiązania jest wiele praktycznych problemów. Przy budowie jednego robota może być zaangażowanych wielu uczniów o różnych umiejętnościach i zainteresowaniach. Jedni mogą pracować nad sterowaniem, inni nad realizmem ruchów, jeszcze inni nad rozpoznawaniem obrazów. Jest też i miejsce dla artystów, którzy mogą zaprojektować ciekawy kształt robota.

W Stanach Zjednoczonych jest wokół robotyki cały zorganizowany ruch edukacyjny i społeczny. Chodzi o to, by zachęcić jak najwięcej młodych ludzi do zainteresowania się robotami, żeby zaszczepić w nich pasję zajmowania się problemami nowych technologii, żeby stało się to ich hobby. Dla młodych konstruktorów robotów są organizowane konkursy na poziomie szkoły, miasta, powiatu, stanu, są też zawody centralne.

Czy widzi Pan szansę na upowszechnienie mody na budowanie robotów w Polsce?

Odnoszę wrażenie, że w Polsce brakuje, jak na razie, ludzi, którzy chcieliby się naprawdę zająć młodzieżą, działać na jej rzecz społecznie. W Stanach Zjednoczonych takich ludzi jest cała masa. Amerykanie mają wiele zapału, entuzjazmu do tego, co robią. Nie boją się też podejmować ryzyka, nie czują strachu przed popełnieniem błędu, bo nikt ich nie będzie za to krytykował, wręcz przeciwnie, to będzie mobilizacja do lepszych, większych starań. W Polsce wszyscy nastawieni są krytycznie do tego, co robią inni lub nawet sami. Brakuje entuzjazmu, uporu, woli działania, chęci społecznego udzielania się. Wierzę, że wystarczyłby impuls, aby robotyka szkolna mogła rozwijać się bardzo dynamicznie. To mógłby być bardzo ważny element wychowania młodzieży zdolnej do współzawodnictwa z najlepszymi.

Sądzę, że taki ruch w Polsce miałby większe znaczenie społeczne dla upowszechnienia i rozwoju nowych technologii niż niejedna praca naukowa na średnim poziomie czy zrobienie kilku średniej jakości doktoratów. Jest tu miejsce i dla uczelni, i dla szkół, i dla kuratoriów oświaty, i dla harcerstwa, i dla firm elektronicznych czy informatycznych. W Polsce robotyka dydaktyczna i rozrywkowa w tej chwili prawie nie istnieje. Najlepiej rozwinięta jest w Japonii, Korei Południowej i Stanach Zjednoczonych, znacznie lepiej niż w Unii Europejskiej. Na gruncie europejskim najbardziej zaawansowane są Niemcy, Wlk. Brytania, ale nadal nie ma tam masowej robotyki młodzieżowej. Tym bardziej więc warto nagłaśniać sukces młodych inżynierów z Politechniki Śląskiej w Gliwicach, którym udało się zbudować robota do celów edukacyjnych. Sprzedają go w Europie i Ameryce.

Jakie są perspektywy wykorzystania doświadczeń zebranych przy konstruowaniu robotów o charakterze edukacyjnym czy zabawowym do prac nad robotami praktycznie użytecznymi?

Większość robotów człekopodobnych w Korei, Chinach czy Japonii to są ciągle zabawki lub bardzo kosztowne prototypy bez rozwiniętych zastosowań. Wszyscy zapewne znamy Furby'ego czy roboty Hondy. Filozofia Japończyków jest w tej dziedzinie następująca: teraz robimy zabawki, ale gdy technologia się rozwinie, to nasze roboty będą robotami domowymi, na użytek domowników, rodzin. Wiele firm na świecie produkuje roboty-zabawki, które samemu można złożyć. Są one zazwyczaj zaprogramowane na wykonywanie jednej funkcji, potrafią np. kopać piłkę. Są też uniwersalne zestawy dydaktyczne. Takie zestawy oferuje chociażby firma Lego. Do tych robotów istnieje już wiele podręczników podstaw programowania.


TOP 200