Робот и искусственный интеллект

(Ди Соня Форкони)
05/09/22

Сейчас мы много слышим об искусственном интеллекте (ИИ), Стратегическая программа искусственного интеллекта на 2022–2024 годы (см. документ) определяет его как совокупность цифровых моделей, алгоритмов и технологий, воспроизводящих восприятие, рассуждение, взаимодействие и обучение. Портал Европарламента (см. ссылку) определяет искусственный интеллект как центральный элемент цифровой трансформации общества и один из приоритетов ЕС.

Хотя нередко высказываются сомнения и «страхи», способные породить столь обширное дело, которое сегодня тотально пронизывает общество и образ жизни, ИИ иногда рассматривается как добавленная стоимость в повседневной и трудовой жизни, а иногда как нечто, что по своей природе может внести существенные изменения, например, привести к исчезновению многих рабочих мест. На самом деле, среди различных страхов мы часто спрашиваем: «С искусственным интеллектом машины (роботы) заменят людей?»

Остановившись на вопросе, полностью ли роботы и ИИ заменят человека, в этой статье мы попытаемся прояснить некоторые аспекты, связывающие «мир» роботов с миром ИИ.

Цитируя термины Умберто Эко (всемирно известного эссеиста и интеллектуала Алессандрия, 5 января 1932 г. — Милан, 19 февраля 2016 г.) при сравнении выгод, получаемых от технологических инноваций, и последствий, которые может вызвать этот процесс, мы находим «Сравнение между теми, кто предвидит будущее, в котором машины постепенно заменят работу человека, который, таким образом, потеряет одну из жизненно важных функций, способных облагораживать их существование, с теми, кто вместо этого считает автоматизацию всего благом именно потому, что это позволит Человеку развить свои навыки и посвятить себя программированию и интеграции машин, которые будут выполнять для него самую утомительную, повторяющуюся и неинтересную работу»..

Сосуществование робототехники и ИИ позволяет улучшить разработку машин (роботов), способных поддерживать рабочих в выполнении конкретных задач, таких как наиболее повторяющиеся и/или утомительные, в разных секторах использования.

Также на портале Европарламента среди примеров повседневного и возможного использования ИИ перечислены также роботы на фабриках, утверждая, что: «ИИ поможет европейским производителям быть более эффективными. Использование роботов может помочь вернуть заводы в Европу. Кроме того, искусственный интеллект можно использовать для планирования каналов продаж или технического обслуживания».

Начнем с разъяснения понятия робототехники, а для этого полезно следить за официальными источниками. По определению «Группы исследований робототехники» Оксфордского университета, «Робототехника — это наука, изучающая интеллектуальную связь между восприятием и действием в машине (роботе)».

Из определения Википедии «Робототехника — это дисциплина, изучающая и разрабатывающая методы, позволяющие роботу выполнять определенные задачи, автоматически воспроизводя работу человека. Хотя робототехника является отраслью техники, точнее мехатроники (механика + электроника), она объединяет подходы из многих дисциплин как гуманистического характера, например лингвистики, так и научного характера: биологии, физиологии, психологии, электроники, физики , информатика, математика и механика».

Дисциплина развивается из желания человека создавать искусственные и автономные машины, такие как роботы, способные имитировать человеческую работу и оснащенные искусственным интеллектом.

В междисциплинарном контексте робототехники искусственный интеллект является лишь одним из компонентов, между прочим, самым последним.

В то же время дать однозначное определение робота совсем не просто, потому что, как видно, его реализация, его функционирование и использование связаны с несколькими дисциплинами.

Энциклопедия Треккани определяет роботов как «Универсальные механико-электрические конструкции, приспосабливаемые к различным ситуациям, способные воспроизводить различные элементарные действия, в определенном смысле представляют собой значительную и осязаемую материализацию древней человеческой мечты. Человек может перенести на них выполнение повторяющихся, утомительных или опасных действий, требующих быстроты движений, высокой точности позиционирования и повторяемости выполнения».

Элементов, из которых состоит робот, четыре:

  • механическая система, такая как органы передвижения (колеса, гусеницы, ноги);

  • исполнительная система, которая приводит в движение механические части;

  • сенсорная система, то есть датчики, которые позволяют приобретать восприятие окружающей среды;

  • правительственная система, которая командует выполнением действий.

Слово «робот» недавно отпраздновало свое первое столетие, зародившись в 1920 году недалеко от Праги. Термин происходит от слова «робота» со значением «тяжелая работа» или «принудительный труд».

Этот термин ввел чешский писатель Карел Чапек в своей пьесе RUR (Универсальные роботы Россум или «универсальные роботы Россум»), где появился воображаемый гуманоид (фото), идентифицированный как робот, чтобы вспомнить чешское слово Робота.

1920 год также является годом рождения Исаака Азимова, ученого и писателя, который в своих научно-фантастических рассказах 1940 года вспоминает английский производный термин «робототехника» или «робототехника».

Сам Азимов также является изобретателем Три закона робототехники, говорится в серии научно-фантастических рассказов 1942 года:

  1. Робот не может причинить вред людям и не может допустить, чтобы людям был причинен вред, если они не вмешаются;

  2. Робот должен подчиняться приказам, отдаваемым людьми, если такие приказы не противоречат Первому закону;

  3. Робот должен защищать свое существование, пока это не противоречит Первому и Второму законам.

(Исаак Азимов, Справочник по робототехнике, 56-е издание)

Три закона робототехники разработаны Азимовым для управления его «позитронным роботом», то есть воображаемыми существами гуманоидной формы, которые не восстают против своего создателя, а вместо этого «счастливы тем, что могут служить».

В 1956 году Джордж Девол и Джозеф Энгельбергер основали первого в мире производителя роботов Unimation Inc. (Universal + Automation).

В 1962 году появился первый промышленный манипулятор (механическая рука), известный как Объединить (Фото). Робот считался «программируемой машиной для переноса», так как его основным назначением было перемещение объектов из одной точки в другую.

Объединить — первый робот, предназначенный для выполнения повторяющихся и/или опасных операций на производственной линии General Motors в Нью-Джерси.

В период с 1975 по 1978 год Виктор Шейнман, инженер-механик Стэндфордского университета, отвечал за реализацию PUMA (Программируемый универсальный манипулятор). За короткое время PUMA стал самым популярным промышленным роботом на заводах и в исследовательских лабораториях, способным выполнять сложные действия, такие как сборка и сварка.

В 1986 году LEGO (датский производитель игрушек) и MIT Media Lab (исследовательская лаборатория в Массачусетском технологическом институте) совместно работали над дизайном продукта с целью внедрения технологического образования в школы (образовательная робототехника).1). В 1988 году LEGO выпустит первый комплект робототехники, назвав производственную серию «MINDSTORM».

4 июля 1997 года он приземлился на Красной планете нашей Солнечной системы, Марсе, в рамках миссии НАСА под названием Марс PathfinderРовер Соджорнер, первый в истории робот Международной космической станции, выведенный на орбиту.

В 2002 году ASIMO от Honda стал первым роботом, который может ходить и подниматься/спускаться по лестнице «человеческим» способом и полностью автономно.

В 2009 году был представлен робот-ребенок iCub, разработанный и построенный Итальянским технологическим институтом в Генуе. iCub — это полностью открытая платформа (как программная, так и аппаратная) для изучения так называемого воплощение познания2.

В 2012 году он выходит на рынок Бакстер стартапа Rethink Robotics. У Бакстера анимированное лицо, и он предназначен для работы на производственных линиях в тесном сотрудничестве с людьми.

В период с 2013 по 2016 год Boston Dynamics3, компания-разработчик программного обеспечения, основанная почти 30 лет назад недалеко от Бостона, разрабатывает робота-гуманоида ATLAS. Он является одним из самых передовых в мире, способным работать как в помещении, так и на открытом воздухе, ходить по различным поверхностям, манипулировать объектами, и все это с высокой стабильностью.

На сегодняшний день области применения роботов варьируются от робота-хирурга, который позволяет врачам удаленно управлять некоторыми хирургическими процедурами, роботов-помощников при покупках, домашних и социальных роботов, используемых в доме и способных распознавать лица и выражения членов семьи. биометрическое распознавание, роботы, используемые в сельскохозяйственном секторе, роботы-геминоиды или роботы-близнецы человека, то есть построенные таким образом, чтобы внешне и движениями напоминать человека, и последние Тесла Бот (фото), представленный в августе 2021 г., долгожданный прототип которого будет представлен 30 сентября 2022 г., робот высотой около 1,75 м, весом чуть более 50 кг, способный двигаться со скоростью около 8 км/ч и перевозить грузы до 20 кг. .

На основе представленного эволюционного пути на сегодняшний день условно выделяют четыре поколения роботов:

  • Первое поколение: Программируемые машины без возможности управления фактическими методами выполнения и без взаимодействия с внешней средой. Использование этих типов роботов в основном промышленное, ведь в те годы они использовались для погрузочно-разгрузочных операций товаров или для выполнения простых перемещений материалов;

  • Второе поколение: Программируемые машины с возможностью распознавания внешней среды и с возможностью перемещения из точки в точку. У них есть специальное программное обеспечение, предназначенное для конкретных приложений. Поэтому, если робот предназначался для выполнения определенной задачи, например загрузки машины, его было очень сложно использовать для другой операции, такой как сварка. Для этого пришлось изменить систему управления;

  • Третье поколение: самопрограммируемые машины с возможностью взаимодействия с внешней средой и способные к самообучению для выполнения поставленной задачи;

  • Четвертое поколение: это автономные роботы, способные выполнять функции и принимать решения с помощью машинного обучения.

Мы с уверенностью можем сказать, что находимся в четвертое поколение роботов: автономные роботы, и именно в этом контексте мы находим связь между «миром» роботов и миром ИИ. Для целей этого обсуждения мы можем сосредоточиться на двух типах роботов: неавтономных и автономных.

I неавтономные роботы они представлены машинами, априори управляемыми (запрограммированными) программным обеспечением и используемыми для выполнения конкретной задачи. Они в основном используются в промышленном производстве на сборочных линиях и используются для выполнения очень часто повторяющихся задач. Ими также могут управлять люди напрямую через системы дистанционного управления. Классический пример — дистанционно управляемые дроны, роботы-саперы, занимающиеся инспектированием опасных мест и обезвреживанием любых потенциально смертельных угроз для человека.

I автономные роботы вместо этого это роботы, использующие ИИ. Они характеризуются способностью учиться на основе опыта и взаимодействия. Автономные роботы могут приобретать автономность благодаря сенсорным возможностям и обмену данными со средой, в которой они работают, а также способности анализировать собранные данные. Это стало возможным благодаря серии процессоров, которые запускают алгоритмы искусственного интеллекта и работают, делая выбор с помощью нейронных сетей.

Сенсорная система, один из четырех составных элементов роботов, как было показано ранее, широко используется в автономных роботах для получения самой разнообразной информации извне, такой как распознавание изображений, на основе ИИ и нейронных сетей и оснащенных различными камерами. .

Внедрение искусственного интеллекта в робототехнику происходит особенно в сфере промышленная робототехника с целью уточнения и улучшения автономии в процессах автоматизации. В этом контексте говорят о КОБОТ а именно Коллаборативный робот.

COBOT — это роботы с сильными качествами автономии, способные воспринимать и интерпретировать среду, в которой они находятся, чтобы отличать механические детали от других, безопасно перемещаться в окружающей среде (например, доставлять деталь человеку-оператору, не сталкиваясь с другими людьми). существ), решать, какие задачи выполнять и как, принимая во внимание потребности людей, с которыми он взаимодействует (возможности искусственного интеллекта), понимать, в какой точке поддерживать собираемую машину и, наконец, знать, как управлять неожиданными событиями во время выполнения его действий.

Из того, что получается, можно сказать, что автономные роботы требуют сочетания многих областей ИИ, таких как:

  • компьютеризированное зрение и распознавание голоса для обнаружения окружающей среды;

  • il Обработка естественного языка (НЛП), поиск информации и неопределенные рассуждения для обработки инструкций и прогнозирования последствий возможных действий;

  • il Анализ настроений (системы, которые реагируют на выражение человеческих эмоций или имитируют эмоции) для взаимодействия и работы с людьми.

В заключение, говоря о связи между миром роботов и ИИ, мы можем подчеркнуть, что:

  • ИИ и робототехника имеют общую способность выполнять действия вместо людей;

  • ИИ используется в робототехнике для управления роботами, для их активации, чтобы ввести их в действие, а затем для их деактивации;

  • ИИ, используемый в робототехнике, представляет собой лишь часть области, которую мы видели многопрофильной.

Миру искусственного интеллекта суждено развиваться в ближайшем будущем. Знание распространения явления — это способ подготовиться и развеять ложные мифы, которые заставляют смотреть на ИИ с подозрением.

Автономные роботы и COBOT, безусловно, обладают определенным уровнем автономии и не всегда оснащены агентами безопасности для ограничения киберрисков, которые могут возникнуть и привести к реальным кибератакам. В то же время важно понимать, как подготовиться к рискам, которые могут возникнуть, чтобы обеспечить надлежащий уровень безопасности.

В сочетании робота и ИИ нужно сказать, что страх перед тем, что роботы могут заменить человека во всех видах деятельности, совершенно иррационален, поскольку, хотя уже существуют компьютеры, которые во многих областях намного превосходят вычислительную скорость человеческого мозга, до них еще далеко. с уровня интеллекта, равного человеческому, чтобы быть в состоянии заменить нас.

В связи с этим лучшим выводом для статьи будет следующая цитата из Альберта Эйнштейна:

«Компьютеры невероятно быстрые, точные и глупые.

Люди невероятно медлительны, неточны и гениальны.

Сочетание этих двух факторов составляет неисчислимую силу».

1 Образовательная робототехника (Образовательная робототехника): ученик, главный герой учебного процесса, проектирует, строит и программирует роботов; таким образом происходит построение знаний, связанных с робототехникой

2Познание воплощения определил «симуляционную теорию лингвистического понимания», согласно которой мы понимаем выражения естественного языка благодаря реактивации областей мозга, в основном отвечающих за восприятие, движения и эмоции.

3 Его первый заказ, военного характера, связан с созданием интерактивных 3D-программ для компьютерного моделирования сложных тренировок, в частности, касающихся пусковых операций самолетов с земли и с авианосцев.

БИБЛИОГРАФИЯ

https://assets.innovazione.gov.it/1637777289-programma-strategico-iaweb.pdf

www.europarl.europa.eu/portal/it

Каммингс, М.Л. (2014), «Человек против человека». Машина или Человек+Машина?» Интеллектуальные системы IEEE, 29 (5),

pp. 62-69.

https://www.ai4business.it/robotica/robot-cosa-sono-come-funzionano/

https://tech4future.info/robotica-cose-come-funziona-applicazioni/

Объединить: https://www.youtube.com/watch?v=hxsWeVtb-JQ

АСИМО: https://www.youtube.com/watch?v=sz7wdDO9mVU

АТЛАС: https://www.youtube.com/watch?v=opnbcus4Csk

БОЛЬШАЯ СОБАКА: https://www.youtube.com/watch?v=xqMVg5ixhd0

https://ais-lab.di.unimi.it/Teaching/Robotica_DigitalAnimation/Slide/L_0...

Изображения: web/YouTube/Tesla/US Air Force/кадр из фильма Вуди Аллена 1973 года «Соня»

оборона рейнметалла