В московском центре Digital October в рамках международного образовательного проекта Knowledge Stream состоялась лекция инженера-робототехника, профессора Калифорнийского университета в Беркли Кена Голдберга. «Теории и практики» поговорили с ученым о том, как облачные технологии меняют роботов и людей.

— Что вообще такое облачная робототехника?

— Давайте я сначала введу вас немного в курс. Облачная робототехника использует облако и интернет, и это дает роботам доступ к безграничным вычислительным мощностям и позволяет в реальном времени учиться взаимодействовать с незнакомыми ранее предметами и объектами, загружая необходимые программы поведения, — практически так же, как это делали герои «Матрицы».

Идеолог облачной робототехники, создатель первого робота с веб-интерфейсом Кен Голдберг изучает роботов с разных сторон. Он ведет исследования в лабораториях промышленной инженерии и компьютерных наук, преподает в Школе информатики и занимается Центром новых медиа, где его студенты изучают, как связаны роботы, искусство и социальные медиа.

Облачная робототехника состоит из пяти элементов: работа с большими объемами данных в интернете, облачные вычисления, системы с открытым кодом, в которых люди делятся кодом, данными, дизайном и возможность для роботов делиться данными и результатами действий, а также возможность для роботов запросить информацию у людей, когда она необходима. Это все довольно новые вещи. До последнего времени роботы были совершенно изолированными, у робота было только то, что в него встроили. Наша идея в том, что роботы являются частью сети и они способны получить нужную им информацию, обрабатывая данные в облаке, а не на борту, как говорится.

— Чем это хорошо?

— Смотрите, первое — это новый способ взаимодействия и сотрудничества. Люди обладают огромными массивами информации, интернет — это громадное вместилище данных. И робот может (и должен) этим пользоваться. Например, роботы-помощники по дому до сих пор несовершенны. Самое сложное для робота — это разобраться с объектами, с которыми робот может столкнуться в квартире, ведь число этих объектов практически бесконечно. Однако у Google существует такая система распознавания объектов Google Goggles: вы просто фотографируете незнакомый объект — картину, бутылку вина, да что угодно, а система, опираясь на многолетнюю историю поисковых запросов, дает ответ, что это такое. Теперь представьте, что к Google Googles подключится робот. Скажем, найдет у вас на столе банку колы, но не будет знать, что с ней делать. А Google тут же ему поможет. Но тут возникает еще одна серьезная проблема — проблема захвата.

— Вы имеете в виду, каким образом роботу взять предмет?

— Да, это очень легко для людей, для детей, но для робота… Одно дело, если это пустая кружка. А если это кружка с кофе? А если кружка стоит плотно прижатой к другим кружкам? В первом случае, кружку можно взять как угодно. Во втором важно не разлить жидкость, в третьем нужно ее отделить от других предметов. Это все разные алгоритмы, понимаете? А тут — в случае нашей банки с колой — коллективный разум отправляет роботу данные о геометрии банки, о жесткости материала, конкретную схему захвата, рассчитанную удаленно, то есть комбинацию действий и траекторию для того, чтобы робот мог просто взять и переставить этот предмет.

«Я вообще верю, что настоящие инновации и озарения приходят из неожиданных источников. Мы все почему-то думаем, что открытия происходят в лучших лабораториях или университетах, но я несколько раз видел, как какие-то прорывные вещи придумывали обычные студенты, у которых не было мощностей лаборатории, но зато они было открыты новому и лишены предубеждений».

В свою очередь, робот отправляет обратно отчет о том, удалось ли ему выполнить действие, а если решений было несколько, то какое он выбрал. Представляете, как это увеличивает интеллектуальную мощность роботов?

— Внедрение такого взаимодействия — это вопрос насколько далекого будущего?

— Не поверите, но мы с моей командой в Беркли уже сделали такую систему для роботов и даже анонсировали ее в мае. Конечно, мы испытываем нехватку данных в плане геометрии многих объектов, но тем не менее. Мы протестировали свое решение на небольшой группе предметов: 20% из них, к сожалению, падало, но зато мы точно знаем, почему это происходило. В основном проблемы были связаны со слабым освещением. В целом же статистика удачных захватов впечатляет. Мы рассчитываем, что в ближайшем будущем сможем повысить эффективность системы. Тогда роботы смогут стать действительно эффективными домашними помощниками. Конечно, мы понимаем, что обучение может требовать много времени. Но хорошо, что статистический анализ и сложные вычисления мы сейчас делаем гораздо быстрее, чем раньше, используя те же облачные технологии.

Так что я надеюсь, что очень скоро роботы будут учиться в облаке, у нас и друг у друга. Такого робота-помощника по дому могут учить дети, например. Вообще мне кажется непродуктивным думать о роботе как о каком-то чужаке. Мы работаем с роботами, взаимодействуем с роботами, можем у них научиться, можем сами их чему-то научить — такой подход гораздо интереснее. И это особенно важно для детей, потому что лучший способ научиться чему-то — это научить другого.

— Роботы, которые учатся друг у друга, — это же интернет вещей?

— Именно. Уже довольно давно говорят о том, как приборы, окружающие нас, будут общаться между собой, чтобы снабжать вас самой актуальной информацией о пробках, качестве воздуха и так далее. Вот, например, осенью прошлого года компания General Electric ввела новый термин «промышленный интернет». В компании утверждают, что все махины, которые они производят: турбины, двигатели для самолетов, двигатели для локомотивов, начнут общаться между собой, чтобы, скажем, движки самолетов могли сообщать движкам других самолетов информацию о погодных условиях в той или иной зоне.

— Где, вам кажется, роботы нужнее всего?

— Больше всего мне интересны две сферы: медицина, а точнее хирургия, и образование. Вы же знаете, что такое лапроскопия, наверняка вам делали лапроскопическую операцию, уже лет 20 их делают, но она дико неудобна для хирургов. Инновация компании Da Vinci состоит в том, что хирург сидит за консолью, а робот повторяет движения хирурга на пациенте. У хирурга есть полное ощущение того, что он находится внутри пациента. Подобных роботов по всему миру около двух тысяч. Мы понимаем, что можно пойти дальше, ведь пока эти системы работают в режиме «хозяин — раб», то есть робот сам по себе ничего не делает, а просто повторяет движения хирурга. Но мы же можем управлять этим роботом в удаленном режиме, чтобы, например, вас мог оперировать лучший хирург независимо от того, где он физически находится.

«Облачная робототехника состоит из пяти элементов: работа с большими объемами данных в интернете, облачные вычисления, системы с открытым кодом, в которых люди делятся кодом, данными, дизайном и возможность для роботов делиться данными и результатами действий, а также возможность для роботов запросить информацию у людей, когда она необходима».

Хотя, конечно, сейчас подобные операции проводить страшновато — вдруг пропадет интернет? Мы технически изучили ряд подзадач в операции, например, зашивание ран. Это достаточно скучная работа, которая при этом требует максимальной концентрации и занимает много времени. Именно от этого устает хирург. И мы задали себе вопрос: а можем ли мы автоматизировать эту операцию? В сотрудничестве с моим коллегой по Беркли Питером Биллом мы стали изучать работу лучших хирургов. Мы внимательно следили за движением их рук и дальше старались правильно запрограммировать поведение робота. Предположим, что мы хотим, чтобы робот аккуратно зашивал пациента — мы подключаем робота к системе Da Vinci, чтобы он учился. Мы получили очень хорошие результаты, мы добивается почти стопроцентной точности движений, аккуратности стежка и даже можем значительно ускорить процесс зашивания. То есть, уже сейчас есть роботы, способные выполнять зашивание на том же уровне качества, что и хороший опытный хирург, но в 10 раз быстрее.

— Вы упомянули применение роботов в образовании.

— Да, мне это чрезвычайно интересно. Я был в Африке в прошлом году, кстати, я родился в Африке, в Нигерии, и обнаружил, что студенты там очень интересуются роботами. В принципе понятно, почему. Роботы — это своего рода способ думать о технологиях, математике, естественных науках в целом. Но проблема в том, что роботы очень дорого стоят, несколько сотен долларов. И мы с коллегами придумали Африканскую роботосеть, сейчас в нее входит 1200 человек со всего мира, и вы тоже можете присоединиться. Цель этой сети — создать ультра доступного по цене робота. На первом этапе мы поставили вообще невероятную задачу — придумать робота, стоимость которого в промышленном производстве будет не выше 10 долларов, представляете?

— Звучит невероятно.

— Мы закончили сбор анкет в сентябре, к нам пришло 28 очень хороших заявок со всего мира. Люди использовали и картон, и молнии для одежды для создания роботов. Но лучшая заявка пришла из Таиланда, от простого энтузиаста, человека, который не занимается роботами профессионально. Этот парень купил контроллер для игровой консоли Sony и приделал к нему пару колесиков — в контроллере для движения джойстика есть небольшой двигатель, поэтому контроллер может ездить. Не хватало только балансира, и в этом качестве автор решил использовать два леденца. И он так его и назвал: Леденцовый робот, или Suckerbot. Эта штука ездит, дети в восторге, при этом его можно программировать на выполнение ряда функций. И стоимость этого робота составляет 8 долларов 96 центов. Мы работаем сейчас с этим парнем и готовимся к выпуску большой партии таких роботов на рынок. И даже договорились о спонсорстве с производителем леденцов.

— То есть это все сила краудсорсинга?

— Да! Я вообще верю, что настоящие инновации и озарения приходят из неожиданных источников. Мы все почему-то думаем, что открытия происходят в лучших лабораториях или университетах, но я несколько раз видел, как какие-то прорывные вещи придумывали обычные студенты, у которых не было мощностей лаборатории, но зато они было открыты новому и лишены предубеждений.

— А что вы думаете о роботах-геминоидах Хироси Исигуро?

Uncanny valley — гипотеза, по которой робот или другой объект, выглядящий или действующий примерно как человек (но не точно так, как настоящий), вызывает неприязнь и отвращение у людей-наблюдателей.

— О, я как раз недавно принимал участие в мастерской, посвященной эффекту «зловещей долины» (uncanny valley). Хироси создает роботов, которые выглядят как люди, и играет на эффекте сходства. Меня очень занимает природа эмоциональной реакции, которую вызывают человекоподобные роботы. Мы как люди обладаем очень сложным инстинктом определять, живое ли перед нами или мертвое. Исигуро работает с тем, что заставляет этот инстинкт работать и таким образом исследует реакцию людей, он бросает вызов нашим глубинным представлениям и вызывает почти инстинктивный эмоциональный отклик, иногда неприятный для человека. В то же время это история про то, как разбудить человека, а это очень важно для меня как художника и как педагога.

— Как вы представляете себе идеального картину сосуществования людей и роботов?

— Если честно, я не очень-то представляю идеальную картину сосуществования людей. Но вообще это интересный вопрос. В первую очередь, я думаю, что роботы могут помочь нам быть более человечными и роботы могут научить нам осознавать наши человеческие способности, например, могут научить нас быть хорошими учителями. Во-вторых, мне кажется, что роботы как идея — это ужасно захватывающая штука. Роботы — это наши самые человечные машины. При этом у нас есть качества, которых нет у роботов, мы можем сопереживать, испытывать сложные эмоции. Я надеюсь, что роботы помогут нам понять, что значит быть человеком и остаться человеком.