Мы, люди, приобретаем модель своего тела в младенчестве, и роботы следуют их примеру. Команда инженеров из Колумбии объявила сегодня, что они создали робота, который - впервые - способен изучить модель всего своего тела с нуля, без какой-либо помощи человека. В новом исследовании, опубликованном Научная робототехника, Исследователи демонстрируют, как их робот создал кинематическую модель самого себя, а затем использовал свою собственную модель для планирования движения, достижения целей и избегания препятствий в различных ситуациях. Он даже автоматически распознал и затем компенсировал повреждения своего тела.

Робот наблюдает за собой, как младенец, исследующий себя в зеркальном зале

Исследователи поместили роботизированную руку внутри круга из пяти потоковых видеокамер. Робот наблюдал за собой через камеры, когда он свободно раскачивался. Подобно младенцу, впервые исследующему себя в зеркальном зале, робот извивался и корчился, чтобы узнать, как именно двигается его тело в ответ на различные моторные команды. Примерно через три часа робот остановился. Его внутренняя глубокая нейронная сеть завершила изучение взаимосвязи между двигательными действиями робота и объемом, который он занимает в окружающей среде.

"Нам было действительно любопытно посмотреть, как робот представляет себя", - сказал Ход Липсон, профессор машиностроения и директор колумбийской лаборатории Creative Machines Lab, где была выполнена работа. "Но вы не можете просто заглянуть в нейронную сеть, это черный ящик". После того, как исследователи попробовали различные методы визуализации, постепенно сформировался образ самого себя. "Это было что-то вроде мягко мерцающего облака, которое, казалось, поглотило трехмерное тело робота", - сказал Липсон. "Когда робот двигался, мерцающее облако мягко следовало за ним". Самомодель робота была точной примерно до 1% его рабочего пространства.

Самомоделирующиеся роботы приведут к созданию более самостоятельных автономных систем

Способность роботов моделировать себя без помощи инженеров важна по многим причинам: это не только экономит рабочую силу, но и позволяет роботу следить за собственным износом и даже обнаруживать повреждения и компенсировать их. Авторы утверждают, что эта способность важна, поскольку нам нужны автономные системы, чтобы быть более самостоятельными. Заводской робот, например, мог бы обнаружить, что что-то движется неправильно, и компенсировать это или позвать на помощь.

"У нас, людей, явно есть представление о себе", - объяснил первый автор исследования Боюань Чен, который руководил работой и в настоящее время является доцентом Университета Дьюка. "Закройте глаза и попытайтесь представить, как двигалось бы ваше собственное тело, если бы вы предприняли какое-то действие, например, вытянули руки вперед или сделали шаг назад. Где-то внутри нашего мозга у нас есть представление о себе, модель "я", которая сообщает нам, какой объем нашего непосредственного окружения мы занимаем и как этот объем меняется по мере того, как мы двигаемся."

Самосознание у роботов

Эта работа является частью многолетнего стремления Липсона найти способы наделить роботов той или иной формой самосознания. "Самомоделирование - это примитивная форма самосознания", - объяснил он. "Если у робота, животного или человека есть точная модель "я", он может лучше функционировать в мире, он может принимать лучшие решения и у него есть эволюционное преимущество".

Исследователи осознают ограничения, риски и противоречия, связанные с предоставлением машинам большей автономии за счет самосознания. Липсон быстро признает, что вид самосознания, продемонстрированный в этом исследовании, как он отметил, "тривиален по сравнению с человеческим, но вы должны с чего-то начинать. Мы должны действовать медленно и осторожно, чтобы мы могли пожинать плоды, минимизируя риски".