Антропоморфные роботы

В последнее время мы все бурно обсуждаем роботов, которые уже даже не входят в нашу жизнь сегодня или войдут завтра, а вошли вчера. В таких больших азиатских странах, как Корея или Япония, в той или иной форме роботы присутствуют практически в каждом доме. Чем дальше мы продвигаемся в их развитии, тем больше их становится в нашей жизни.

Соответственно, из фантастики, из кинофильмов мы привыкли к тому, что роботы выглядят как люди, то есть являются антропоморфными роботами. Лучше ли такая форма робота, чем любая другая, или хуже — это вопрос вкуса, но, естественно, большие плюсы и минусы есть и у антропоморфных роботов, и у всех других вариантов роботов.

Часто мы задаемся вопросом, что же такое робот, и нет однозначного ответа, потому что каждый ученый видит робота по-своему. Все, конечно, сходятся в том, что робот — это система, состоящая из механических, электрических, электронных деталей, наделенная каким-то объемом интеллекта, способная адаптироваться, самообучаться и выполнять прочие дополнительные функции.

Лично мне больше всего нравится определение робота, придуманное в 50-х годах американским ученым и инженером Джозефом Энгельбергером. Он сказал: «Я не знаю, что такое робот, но, когда я увижу его, я смогу сказать, что это он». Я в свою очередь хочу сказать, что с современным развитием технологий не всегда, видя робота, мы можем сказать, что это робот.

В 2006 году я был на конференции по робототехнике в Китае и, проходя мимо выставочного зала, увидел двух старичков, один из которых что-то, бурно жестикулируя, рассказывал публике, другой же скучал, осматривал толпу медленным взглядом, смотрел в газету и проявлял мало интереса к окружающим. При первом проходе я быстро проскочил мимо, не обратив внимания, — ну сидят себе какие-то два близнеца, одинаково одетые. Когда я вернулся и остановился на более длительный промежуток времени, я понял, что один из старичков на самом деле антропоморфный робот. И это был 2006 год.

С тех пор антропоморфные роботы шагнули далеко вперед, и самым ярким примером является профессор Хироши Ишигуро из японского научно-исследовательского института ATR, который создает робота для коммуникаций, выглядящего полностью как сам профессор Ишигуро. Этот робот нацелен на то, чтобы заменять профессора на его лекциях студентам. Когда он болеет, когда он присутствует где-то на конференциях за пределами Японии, в это время он общается со своими студентами через робота.

Когда мы только начинали изучать роботов, создание робота было нацелено на определенную работу. Для покраски машины нужен один робот, для сварки нужен совершенно другой, и развитие роботов было определено целью использования этого робота.

Сейчас, когда мы стали задумываться о более комплексных задачах и универсализации этих задач, на сцену вышел антропоморфный робот. Такой робот внешне напоминает человека: у него две руки, две ноги, голова, которая по большому счету для робота довольно нефункциональна. Этот робот при правильном программировании и построении способен выполнять те же задачи, которые в повседневной жизни выполняет сам человек.

Если робот достаточно развит, он сможет заменить человека в любых областях: у станка, во время операции в космосе, во время хирургического вмешательства и чтения лекции перед студентами.

По поводу антропоморфности есть очень интересные исследования, которые еще в 1978 году довольно неожиданно для себя провел японский инженер Масахиро Мори. Он открыл так называемый принцип «зловещей долины». Принцип заключается в следующем: чем больше робот похож на человека, то есть является антропоморфным, тем большую приязнь и желание общаться этот робот вызывает у нас, людей. Интересный момент наступает тогда, когда робот становится слишком похожим на человека, и тут мы видим неожиданное падение интереса человека к роботу, вплоть до того, что этот робот начинает вызывать отрицательные эмоции и откровенную неприязнь.

По мнению психологов, проблема заключается в том, что этот робот очень похож на человека и от него ожидается полностью человеческое поведение. А на самом деле у этого робота есть конкретные ограничения: либо у него слишком толстые пальцы, включающие в себя сервомоторы, либо он во время разговора недостаточно быстро моргает или не смотрит человеку в глаза, либо неправильно воспринимает какую-то фразу на слух и отвечает совершенно не в тему вопроса. Таким образом, у человека возникает когнитивный диссонанс между тем, что он видит, и тем, что он ощущает, считая, что перед ним робот, развитый практически как человек.

При создании антропоморфного робота возникают определенные трудности, и главная из них заключается в том, что эти исследования должны проводиться мультидисциплинарно, то есть в исследованиях должны принимать участие не только инженеры, математики, программисты и физики, но также люди, связанные с психологией, социологией, социальной работой, историей, политологией. Один из моих близких друзей, работающий более 20 лет над созданием роботов, как-то в частной беседе сказал мне фразу, которую я запомнил навсегда и часто привожу на своих лекциях по робототехнике. Дословно он сказал: «Я не понимаю, как люди, которые не могут построить правильное взаимодействие с другими людьми, пытаются программировать роботов на взаимодействие с людьми». Это еще раз подчеркивает необходимость включения исследователей из совершенно разных областей в развитие робототехники, антропоморфных роботов.

В то же время перед нами не стоит обязательной задачи, чтобы робот был на 100% похож на человека. В определенных направлениях, как-то: кино, театр, где именно функциональность внешнего вида робота имеет огромное значение, — это важная задача. В то же время, когда мы говорим о домашних роботах-помощниках или роботах, которые нас заменят у станка или в других задачах, это требование не является самым главным. Скорее, тут важно требование к восприятию этого робота человеком и к способностям робота по взаимодействию с человеком.

Когда я работал в Университете Бристоля, мы проводили интересный эксперимент. Людям было предложено два экспериментальных сета. В одном сете робот выполнял поставленную задачу правильно, четко и быстро, но при этом не показывал на лице никаких эмоций и не общался с человеком. Во втором случае тот же робот выполнял задачу с ошибками, ронял предметы при передаче, но общался с человеком с помощью голоса, показывал какие-то эмоции на лице. Участники эксперимента предпочли общаться со вторым роботом. Люди даже разговаривали с этим роботом, позабыв, что робот понимает только определенный набор команд. Они его укоряли: «Ну как же ты мог уронить яйцо, оно же разбилось!» Они считали, видя улыбки или несчастное выражение лица робота, что он их понимает, осознает свою вину и готов исправляться.

Когда мы думаем о создании новых роботов, у нас, конечно же, возникает вопрос, чего больше в роботе: железа, то есть выглядит ли он антропоморфно, ходит ли он как человек, или же software, программной части — как он думает, как он адаптируется. Обе части очень важны для того, чтобы создать комплексную модель, действующую соответственно с заложенными задачами. Но нам очень важно не забывать и третью составляющую этого робота, ту часть, в исследовании которой нам помогают ученые из области социальной работы, из области психологии. То есть те эмоции, которые закладывает в робота инженер, вовсе не обязательно будут восприниматься пользователем робота точно так же, как создателем робота. Для этого требуются серьезные исследования именно в области социальной робототехники, робопсихологии и в других областях, связанных с гуманитарными науками. Поэтому, на мой взгляд, в последнее время возникает необходимость немного перенаправить гуманитарные науки в область технологии. Гуманитарии могут найти непосредственное применение своим знаниям в области робототехники.

Антропоморфная робототехника является перспективным направлением исследований прежде всего потому, что мы хотим создать роботов, которые смогут заменить нас во всех задачах, то есть обладающих многофункциональностью и универсальностью. Именно тут на смену привычным пылесосам или роботам-сварщикам приходит антропоморфный робот, способный выполнять те же задачи, что и человек. Естественно, к такому роботу предъявляется огромное количество требований: это и возможность адаптации, и возможность самообучения, и искусственный интеллект. Помимо этого, к такому роботу есть огромные требования по механике — он должен уверенно захватывать объекты, уверенно передвигаться как по плоскости, так и по пересеченной местности, выполнять другие задачи, с которыми человек сталкивается каждый день и даже не замечает, насколько сложна задача, например, вставить ключ в замочную скважину и открыть дверь. Для нас это как задача, которую мы выучиваем в детстве за одну-две попытки, в то время как для робота это довольно сложно.

В последнее время многие государства осознали необходимость создания антропоморфных роботов. Такие роботы активно создаются в Японии.

В основном они создаются в развлекательных целях. Это, прежде всего, HRP-4 °C — робот из японского Национального института продвинутых технологий и наук, где я в свое время работал. Такие роботы создаются в Испании, Корее, в Америке — в основном в целях военно-промышленного комплекса.

В свою очередь, в России компанией «Андроидная техника» также создается свой антропоморфный робот. В конце 2014 года мы начали исследования антропоморфных роботов совместно с этой компанией с целью создания стабильного движения этого антропоморфного робота.

Мне часто задают вопросы: «Ну хорошо, вы сделали робота, который может шагать, и что дальше? Может ли он копать, может ли он налить кофе и принести его с кухни?» Пока нет. Но если этот робот не может шагать, то вы понимаете, что он не сможет ни копать, ни дойти до кухни, чтобы сделать вам этот кофе или чай. Поэтому нужно двигаться постепенно, начинать с необходимых функций, как-то: движение, распознание объектов, базисные функции интеллекта и самообучения, — и постепенно развивать этого робота таким образом, чтобы получить если не полную замену человека, то хотя бы приближенного к нему по интеллекту и функциональным возможностям антропоморфного робота.