Прогулка с роботом

Наконец-то «эффект бабочки» сработал человеку на пользу

Когда я был маленьким, я любил помечтать о роботах. Фильм «Терминатор» в совестких кинотеатрех тогда еще не показывали, поэтому все роботы в моих мечтах были добрые и полезные. Они мыли посуду и полы, кормили, не заставляя доедать, «потому что в Африке дети голодают», а еще сообщали маме, где я, ведь в моем детстве мобильных телефонов и GPS-навигации не было.

После машины времени роботы были моей второй мечтой: они могли работать за меня. Слух о том, что из обезьяны человека сделал именно труд, частенько проскакивал в речи родных мне людей, заставляя желать появления роботов с удвоенными усилиями. Трудиться, я, скажем прямо, не любил.

Не помню точно причину этого выбора. Возможно, мне казалось в то время, что обезьяна уже настрадалась за человека. Или что я достаточно эволюционировал, чтобы трудиться дальше. Короче, появления роботов я ждал подольше вашего.

Теперь представьте, с каким восторгом я читаю новости о том, что японцы изобрели стиральную машину, складывающую выстиранное белье; что искусственный интеллект научился делегировать полномочия и разбирать рутину; что роботы помогают сельскому хозяйству. Не жизнь, а сказка! (За простой один намек поехать «покопать картошку» я буквально готов убить и сегодня.)

Всем бы радоваться, но — нет, нельзя так просто взять и согласиться с поступью прогресса. Сначала Fortune требует «остановить роботов, отнимающих вашу работу», затем вопль подхватывают и другие издания. Даже «Секрет фирмы» публикует развернутую статью о том, что «всю систему надо менять».

Спешу порадовать всех скептиков и пессимистов: вы зря беспокоитесь. Во-первых, несмотря на то, что весь интернет переполнен видео, фотографиями и текстами про роботов, пока они умеют не много. В основном, копировать и повторять. Во-вторых, делают они это пока не всегда хорошо. В третьих, те роботы, которые что-то умеют, делают это, прямо скажем, не очень.

Чего вам стоит бояться по-настоящему, дорогие мои консерваторы, так это «Бабочку».

По иронии судьбы образовательному роботу дали имя естественнонаучного термина, обозначающего свойство некоторых хаотичных систем, эффект которого все мы помним по одноименному фильму.

Для тех, кто фильма не смотрел и книжку не читал, я напомню суть «эффекта бабочки» — незначительное влияние на систему могут иметь большие и непредсказуемые последствия где-нибудь в другом месте и в другое время.

На прошлой неделе я был на VIII Петербургском Международном Инновационном Форуме, где мне пришлось довольно сбивчиво объяснять одному товарищу, задача какого масштаба решена и показана на примере работы «Бабочки». Но, поскольку запись этого разговора не велась, я попробую повторить для вас то же самое. Возможно, даже более последовательно.

Как мы помним, обычный человек прекрасно справляется с управлением руками и ногами не только потому, что у него много практики, но и значительно больше степеней свободы. Однажды я видел парня, который смог лизнуть свой локоть, но никогда не видел, чтобы то же сделал робот. К счастью, роботам это и не нужно.

Однако если мы хотим, чтобы машины делали нашу работу действительно хорошо, то и действовать роботы должны так же ловко, как мы. Так ли это на самом деле? Не совсем.

Впрочем, не только роботу следует следить за руками. Когда я сам пытаюсь забить гвоздь для картины в стену, то также вынужден внимательно следить за рукой, иначе ее просмотр в будущем станет сопровождаться историей про кровавый след на обоях и два соседских инфаркта.

Однако я не могу припомнить случая, когда, обвешанный сумками, словно спелая рябина ягодами, я бы выбирался из машины, и, закрывая дверь пятой точкой, любовался местом, откуда мог расти мой хвост, не пойди эволюция по другому пути. Такая задача в робототехнике называется управлением предметом без удерживающего контакта, и легко загонит большинство роботов в тупик.

Точно так же я не сильно задумываюсь, когда толкаю другу по парной стойке бокал с пивом, или когда в задумчивости жонглирую одной рукой теннисным шариком. А ведь это тоже управление предметом без удерживающего контакта.

Вся штука в том, что для действительно качественной имитации движений человека без этого навыка ни одному роботу не обойтись. А «Бабочка» эту задачу решает. И вы не можете решить её проще или каким-то линейным решением. Нужно постоянно «предсказывать» место, где окажется шарик в любой точке в каждый момент времени.

Чтобы показать, какого уровня сложности была решена задача была решена, ребята из Robotikum (разработчики «Бабочки») сделали копию своего робота, управлять которым можно усилием руки. Я проверил свои силы, и у меня ничего не вышло.

Все дело в том, что у нас потрясающая система контроля, и мы отлично выполняем нелинейные действия, а также хорошо приспосабливаемся к новым условиям, но мы ограничены пропускной способностью наших ощущений. Например, как бы я ни старался, я не смогу управлять чем-то, что движется быстрее, чем моя рука.

Это легко увидеть, когда мы пытаемся жонглировать.

На то же форуме мне повезло снять урок Маргариты Эмануэль из питерской Школы жонглеров «ОГО», которая показывала, как ловко можно управляться с шариками различных размеров.

Несколько добровольцев согласились повторить её движения, но, как видно, у них не очень то получилось.

Тогда я попросил Маргариту повторить «трюк», с которым легко справляется «Бабочка», но даже у нее не получилось.

Как, впрочем, и у других участников выставки. Что не удивительно

Вас, возможно, удивит новость о том, что походка — одна из разновидностей управления без удерживающего контакта. А роботам всё ещё сложно ходить «на своих двоих», так как большинство из них в процессе движения переходит из одного статического состояния к другому.

Роботы падали, падают, и будут падать…

… до тех пор, пока не научатся держать баланс. И на сегодняшний день эту задачу можно решить с помощью управления без удерживающего контакта или с помощью наработанной базы шаблонов движений. Как, например, это делают разработчики протезов, в частности, компания «Моторика», или антропоморфных роботов Atlas компании Boston Dynamics (весело падающих на видео выше и бодро шагающих по лесу ниже)

Как они так делают без помощи технологий «Бабочки», я расскажу в следующий раз.

P.S. Уже после написания статьи я наткнулся на интересную статью, в которой узнал прекрасную новость: с ростом числа используемых роботов в США увеличивалась и занятость населения. Консерваторы, выкусите!