211service.com
Rodney Brooks
Profesor, który zmusił roboty do śmigania po świecie i sprzątania domu, kwestionując konwencjonalną mądrość sztuczną inteligencję. 21 sierpnia 2019 r.
Rodney Brooks Christie Tam Klok
Rodney Brooks był gorący, znudzony i odizolowany w domu swoich teściów w Tajlandii, kiedy miał inspirację, która przekierowała dziedzinę robotyki i doprowadziła do odkurzania Roomba w milionach domów.
Był grudzień 1984 roku. Brooks kończył 30 lat i jako nowy członek wydziału MIT próbował sprawić, by roboty poruszały się po świecie. Gdyby mogli, mogliby spełnić życzenia z fantastyki naukowej: zapuszczać się w niebezpieczne miejsca, badać kosmos, sprzątać nasze domy.
Jednak podczas gdy stacjonarne ramiona robotów wykonywały powtarzalne zadania w fabrykach od lat 60., roboty mobilne prawie nie istniały. Wczesnym przykładem był Shakey, niezgrabny komputer na kółkach opracowany przez naukowców z SRI International pod koniec lat 60. i na początku lat 70. XX wieku. Aby poruszać się po pokojach wypełnionych dużymi blokami, Shakey potrzebował tak dużej mocy obliczeniowej, że miał bezprzewodowe łącze z komputerem mainframe.
Badacze sztucznej inteligencji próbowali usprawnić ogólną konfigurację Shakeya za pomocą algorytmów, które mogłyby elegancko skrystalizować zdolności maszyny do planowania. Postęp był powolny — dosłownie. Pod koniec lat 70. Hans Moravec ze Stanford opracował wózek, który przez chwilę się toczył, po czym zatrzymywał się, robił zdjęcia i planował kolejne ruchy. Potrafił omijać przeszkody w pomieszczeniu, ale pokonywał metr co 15 minut.
Brooks stosował mniej więcej podobne podejście w 1984 roku. W jednym projekcie zastanawiał się, w jaki sposób roboty mogą matematycznie wyjaśniać nieprecyzyjne ruchy, gdy aktualizują mapy swojego otoczenia. Wspomina, że zanim wyjechał na miesiąc do Tajlandii ze swoją ówczesną żoną i małym synkiem, wyprodukował najnudniejszy papier na świecie. Pełen równań matematycznych.
Brooks, który dorastał w Australii, nie mówił po tajsku. Rodzina jego żony nie mówiła po angielsku. A kiedy moja żona była z rodziną, ona też nie mówiła po angielsku, mówi. Więc po prostu muszę tam siedzieć. Miałem dużo czasu do namysłu. Śniąc na jawie w tropikalnym upale, obserwuję bzyczące owady. I mają malutkie, malutkie mózgi, niektóre jak małe 100 000 neuronów, i myślę: „Nie potrafią wykonać matematyki, o którą proszę moje roboty, dla jeszcze prostszej rzeczy. Polują. Oni jedzą. Szukają pożywienia. Parzą się. Schodzą mi z drogi, kiedy próbuję ich uderzyć. Jak oni robią to wszystko? Muszą być inaczej zorganizowane”.
Tam się wszystko zaczęło. To było a-ha!
Jeff Green/Rethink Robotics/Wikimedia commons
Błędy nie oceniają każdej sytuacji, rozważają różne opcje, a następnie planują każdy ruch. Zamiast tego ich mózgi są napędzane przez pętle sprzężenia zwrotnego doskonalone przez setki milionów lat. Smakołyki informacji zmysłowych prowokują je do reagowania w określony sposób; kombinacje tych reakcji składają się na szybkie, pewne zachowania. Kiedy więc Brooks wrócił do Cambridge, przestał próbować programować roboty za pomocą skomplikowanej matematyki i zaczął pisać oprogramowanie o prostych zasadach.
Pierwsza maszyna, którą zbudował w ten sposób, którą nazwał Allen na cześć badacza AI Allena Newella, wyglądała jak odwrócony kosz na śmieci na kołach. Miał sonar do wykrywania obiektów, a Brooks dał mu podstawową instrukcję: nie uderzaj w przedmioty. Allen siedział tam, dopóki ktoś do niego nie podszedł; potem odszedł. Następnie Brooks dodał drugą pętlę sprzężenia zwrotnego. Kazał maszynie wędrować. Teraz, mając tylko kilka czujników i dwa główne cele, może przedzierać się przez zatłoczone pomieszczenie i dotrzymywać kroku wolno idącemu człowiekowi.
Brooks dodał jeszcze tylko jedną warstwę informacji zwrotnych, aby znacznie bardziej skomplikować zachowanie Allena. Polecił Allenowi wykryć odległe miejsca i skierować się w ich stronę. Ta trzecia zasada mogła stłumić instynkt wędrowania, o ile pierwsza zasada – Unikaj przeszkód! – nie wejdzie w życie. W takim przypadku robot powinien po prostu zejść z drogi, zanim przejdzie do odległego miejsca.
Allen zrobił to wszystko bez wcześniejszego decydować aby to zrobić, ponieważ każdy zestaw czujników generował wystarczającą ilość informacji zwrotnych, aby dostosować to, co robią pozostałe dwie warstwy. To niepokoiło niektórych starszych Brooksa w AI, którzy spędzili dziesięciolecia pracując nad symbolicznymi reprezentacjami myśli i działań do przetwarzania przez komputery. Dwóch wybitnych badaczy powiedziało później Brooksowi, że kiedy wyjaśniał Allenowi na konferencji, jeden szepnął do drugiego: Dlaczego ten młody człowiek odrzuca swoją karierę?
Christie Tam Klok
Niezrażony Brooks powtórzył zachowanie Allena w samochodzikach o imionach Tom i Jerry. Stworzył Herberta, który potrafił wykrywać i chwytać puszki po napojach. Czyngis, jednokilogramowy robot z sześcioma nogami, mógł przemykać po nierównym terenie.
W artykule z 1990 roku, Elephants Don’t Play Chess, Brooks argumentował, że jego roboty ujawniły wady klasycznych podejść do sztucznej inteligencji, które karmiły bezcielesne elektroniczne mózgi skomplikowanymi modelami świata. Dlaczego po prostu nie pozwolić maszynom odkrywać świata? Świat jest swoim najlepszym modelem, napisał Brooks. Zawsze jest dokładnie aktualny. Zawsze zawiera każdy szczegół, który trzeba poznać. Sztuka polega na tym, aby odpowiednio i często to wyczuć.
Klasyczni badacze sztucznej inteligencji zwróciliby uwagę na rzeczy, których jego proste roboty nie są w stanie zrobić. Ale, jak odpowiedział Brooks, dzięki bardziej złożonej informacji zwrotnej, maszyny takie jak jego mogłyby wykonywać bardziej skomplikowane zadania. Podobnie niesprawiedliwe jest twierdzenie, że słoń nie ma inteligencji wartej studiowania tylko dlatego, że nie gra w szachy, napisał.
Brooks udowodnił, że ma rację w iRobot, firmie, którą założył w 1990 roku z dwoma swoimi studentami, Helen Greiner ’89, SM ’90 i Colinem Angle ’89, SM ’91. Firma iRobot opracowała roboty mobilne dla armii amerykańskiej — roboty, które znajdują i niszczą miny lądowe, przeszukują gruz lub przenoszą sprzęt dla żołnierzy — i wypuścił odkurzacz Roomba w 2002 roku. Później pojawiły się modele, które mogą oczyszczać rynny, myć podłogę lub szorować twój basen. Firma sprzedała 25 milionów robotów.
Brooks odniósł mniejszy sukces z Rethink Robotics, firmą, którą założył w 2008 roku. Rethink stworzył roboty o nazwach Baxter i Sawyer, które mogły pracować razem z ludźmi w fabrykach i zakładach pakujących, ale popyt był niewielki i w zeszłym roku firma sprzedała swoje technologie. Teraz Brooks przygotowuje startup o nazwie Robust.AI, który będzie rozwijać oprogramowanie dla szeregu robotów.
Chociaż informatycy poczynili oszałamiające postępy w ciągu ostatniej dekady dzięki sieciom neuronowym i innym technikom sztucznej inteligencji, Brooks nadal twierdzi, że maszyny nie staną się naprawdę inteligentnymi agentami, chyba że fizycznie zaangażują się w świat. To stawia go w sprzeczności z technologami, którzy twierdzą, że ultra-potężna sztuczna inteligencja jest nieuchronna, ale nigdy nie miał nic przeciwko byciu przeciwnikiem.
Nauka działa, gdy większość ludzi rezygnuje z kariery, mówi. Nie wiesz, kto to będzie. Robisz intelektualny zakład i musisz nad tym długo pracować, a może to się opłaca.