Robotyka a sztuczna inteligencja

Polecenie 1

Zapoznaj się z prezentacją i wyjaśnij, jakie są efekty przyjęcia założeń teorii ucieleśnionego umysłu w robotyce.

RskDcK5WcQVNp
Wymyśl pytanie na kartkówkę związane z tematem materiału.
RxAVFcQ5S4ac71
Ilustracja przedstawia białe sylwetki symbolizujące etapy ewolucji od małpy do człowieka. Przed sylwetką człowieka jest mózg, a przed mózgiem białe przeplatające się pasma. Całość znajduje się na czarnym tle. ilustracja zawiera osiem punktów interaktywnych. 1. Paradoks Moraveca Zdjęcie przedstawia młodego uśmiechniętego mężczyznę. Siedzi w otoczeniu różnych urządzeń.Hans Moravec, futurolog i transhumanista, przedstawił paradoks, w którym twierdził, że łatwo jest zaprogramować maszynę, która będzie rozwiązywała problemy uznane przez człowieka za trudne, lecz trudno będzie stworzyć taką, która będzie rozwiązywała problemy, które uważane są za łatwe.
Hans Moravec, autor Neus Torrens, licencja CC BY-SA 4.0, wikipedia.org


W latach 50. sądzono, że powstanie sztucznej inteligencji ludzkiego typu nastąpi już niedługo. Szybko stworzono programy, które rozwiązywały zadania logiczne i matematyczne, grały w szachy i wykonywały skomplikowane operacje myślowe. Hans Moravec uznał to za wielki paradoks, gdy okazało się, że maszyny zaprogramowane, by przejawiały tak wysokopoziomowe myślenie (typowe dla wysokiej inteligencji), a nie potrafią wykonywać prostych czynności, takich jak swobodne poruszanie się z omijaniem przeszkód, rozpoznawanie różnych obiektów w otoczeniu lub komunikacja z ludźmi. Wczesne roboty poruszały się, manipulowały przedmiotami, grały w szachy, ale brakowało im tego, co nazywamy inteligentnym zachowaniem. 2. Problem inteligentnego robota Ilustracja przedstawia kobietę i mężczyznę siedzących w starym samochodzie. Na masce auta siedzi kot. Obok samochodu jest robot przypominający sylwetką człowieka, obok robota siedzi kot. W latach 80. w dziedzinie badań nad inteligentnymi robotami pojawił się problem: Czy można stworzyć sztuczną inteligencję, która nie ma ciała?
źródło: domena publiczna, pixabay.com


Sztuczną inteligencję do lat 80. traktowano jako sztukę rozwiązywania problemów, a myślenie ograniczało się, według naukowców, do manipulacji symbolami. Zaczęto poszukiwać jednak odpowiedzi na pytanie, czy wyizolowany od środowiska program może działać tak, jak człowiek wchodzący w interakcje z otaczającym go światem. Zaczęto się zastanawiać nad tym, w jaki sposób połączyć działanie maszynowego umysłu z fizyczną budową automatów i urządzeń robotycznych. Stwierdzono, że interakcje ze światem zewnętrznym oparte na sprzężeniu zwrotnym mają szansę zapewniać inteligentne działanie. 3. Umysł ucieleśniony i robotyka Ilustracja przedstawia ludzkie oko. Wokół oka rozchodzą się białe okręgi. Interakcje ze światem zewnętrznym zapewniać miały działania inteligentne robotów, które odpowiadałyby na bodźce płynące z otoczenia.
źródło: domena publiczna, pixabay.com


Zaczęto zastanawiać się nad tym, jak zmysłowe dane, związane z doznaniami cielesnymi, mogą odgrywać rolę w rozpoznawaniu środowiska, przyswajaniu wiedzy, komunikacji, ocenie sytuacji i w wyborze zachowań. Refleksje te zapoczątkowały badania w nowej perspektywie embodied mind (umysł ucieleśniony), zakładającym, że inteligencja – nawet sztuczna – wymaga ciała. Sztuczna inteligencja może więc powstać dzięki funkcjonowaniu programu uwzględniającego procesy obliczeniowe, np. pamięć i wnioskowania logiczne z oddziaływaniem sygnałów płynących ze środowiska odbieranych przez zewnętrzne urządzenia. Dzięki temu powstał program robotyki, który stanął w opozycji do badań traktujących roboty jako połączenie programu (software) realizowany przez układ mechaniczny (hardware). Odrzucono więc przekonanie, że inteligencję wystarczy modelować komputerowo, opierając się wyłącznie na procedurach algorytmicznych, przeprowadzanych w izolacji od informacji, docierających ze środowiska w postaci bodźców fizycznych. 4. Inżynieria odwrotna (reverse engineering) Ilustracja przedstawia dłoń robota. Dłoń ma wyprostowany palec wskazujący. Do dłoni prowadzą liczne przewody. Głównym sposobem, który zaczęto stosować przy konstruowaniu sztucznej inteligencji, stała się strategia inżynierii odwrotnej, polegająca na określeniu celu projektu, następnie analizowaniu przyczyn i skutków, które do niego mogą doprowadzić i w dalszej kolejności poszukiwaniu skutecznych rozwiązań w uzyskiwaniu tego celu.
źródło: domena publiczna, pixabay.com


Metody inżynierii odwrotnej miały zapewnić rozwiązywanie problemów w sposób, w jaki radzi sobie z nimi ludzki umysł. Pojawiły się zatem próby odtwarzania funkcjonowania mózgu, polegające na symulacji działania pojedynczych neuronów a potem całych sieci neuronowych. Tak tworzony model sztucznej inteligencji miał być połączeniem dwóch systemów działających w sprzężeniu zwrotnym: poznawania, które opierałoby się na pobieraniu danych ze środowiska, i działań przetwarzających te dane podczas procesów obliczeniowych (wnioskowanie, pamiętanie, przewidywanie), które z kolei odpowiadałby za uruchamianie silników robota. 5. Robot Cog Zdjęcie przedstawia robota o sylwetce człowieka i stojącego obok człowieka. Robot w dłoniach trzyma sprężynę do zabawy, człowiek również.Rodney Brooks z Cogiem, autor Peter Menzel, CC BY-SA 3.0, flikr.com

Jednym z pierwszych projektów w dziedzinie sztucznej inteligencji, przyjmującym założenia ucieleśnionego umysłu i inżynierii odwrotnej, był robot Cog projektu Rodneya Brooksa (znanego później z firmy IRobot). Uznał on, że robot humanoidalny może wejść w inteligentne interakcje z człowiekiem. Cog był wyposażony w czujniki sensoryczne umieszczone w stawach i przekazujące informacje do silników ruchowych. Posiadał kamery obracające się w trzech płaszczyznach, które miały mu pozwolić na doświadczanie własnego ruchu i obserwację, jak wpływa on na zmiany w świecie zewnętrznym. Miał też mikrofony, pełniące funkcję uszu. System robota uczył się, jak wygląda przyczynowa relacja między sensorami a silnikami. Do jego zadań należała również kontrola wydatków energetycznych. 6. Obrazek przedstawia szarego słonia. Wokół zwierzęcia stoją ludzie w ciemnych okularach. Dotykają zwierzę. Badania w dziedzinie kognitywistyki skłaniały do tworzenia humanoidalnych inteligentnych robotów. Zakładały, że treść ludzkich myśli jest w pewnym stopniu zależna od fizycznej budowy. Konstruując systemy sztucznej inteligencji, które mają cechy podobne do ludzkich, możemy więc osiągnąć funkcjonalność podobną do ludzkiej.
źródło: domena publiczna, pixabay.com


Cog uczył się, naśladując osoby z otoczenia. Posiadał również program symulujący wspomnienia z jego dzieciństwa. Próbowano też wdrożyć program zachowań społecznych, by Cog rozumiał zachowania innych ludzi. Robot rozpoznawał pracowników laboratorium i witał się z nimi. Nie udało się go jednak nauczyć wielu elementarnych umiejętności, na przykład rozpoznawania ożywionych przedmiotów. Projekt ten został zakończony w 2003 roku, lecz wiele wniósł do rozważań nad sztuczną inteligencją. Wiele firm i laboratoriów badawczych buduje coraz inteligentniejsze roboty humanoidalne, które oparte są na założeniach ucieleśnionego umysłu. 7. Inteligentna robotyka społeczna Ilustracja przestawia wysokiego robota o sylwetce ludzkiej. Obok niego idzie chłopiec z dziewczynką. Jedno z założeń teorii ucieleśnionego umysłu mówi, że emocje odgrywają ważną rolę w procesach oceny oraz wartościują bodźce powstałe w wyniku kontaktów ze światem zewnętrznym. Reakcje emocjonalne umożliwiają wybór zachowania odpowiedniego do sytuacji.
źródło: domena publiczna, pixabay.com


Prowadzone są badania w dziedzinie robotyki wspomagającej społecznie. Na tym właśnie polu teoria ucieleśnionego umysłu odnosi największe osiągnięcia. Maya Matarić z Uniwersytetu Południowej Kalifornii zajmuje się badaniem robotów jako pomocy dla osób ze specjalnymi potrzebami: udarem mózgu, autyzmem, chorobą Alzheimera. Celem zespołu Matarić jest budowa inteligentnych robotów zapewniających pomoc w rekonwalescencji, rehabilitacji i kształceniu umiejętności. Działanie robotów uwzględnia zmiany w środowisku i niepewność skutku działań. Zadaniem maszyn jest ocenianie ryzyka, diagnozowanie stanu i przeciwdziałanie odczuciu izolacji i depresji. Roboty mają też za zadanie wykazywać emocjonalną aktywność adekwatną do rozpoznanej sytuacji: uśmiechanie się, przytulanie i głaskanie towarzysza, inicjowanie zabawy. Utrzymują również komunikację i wykazują uwagę. 8. Metafora komputerowa i umysł ucieleśniony Wciąż nie udało się skonstruować maszyny, która myślałaby i zachowywała się jak człowiek. Roboty są w stanie symulować tylko pewne aspekty inteligencji. Komputerowa metafora mówiąca, że umysł ma się do mózgu tak, jak program do komputera, zakładająca że można modelować inteligencję tylko przy użyciu programów, nie oddaje w pełni możliwości działania ludzkiego umysłu, a paradoks sformułowany przez Moraveca jest utrzymany w mocy. Teorie ucieleśnionego umysłu wydają się wciąż być dobrym kierunkiem w dalszych poszukiwaniach sztucznej inteligencji.
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.
Polecenie 2

Odpowiedz, co oznacza „metafora komputerowa” i dlaczego jej założenia są niemożliwe do stworzenia inteligentnych robotów.

R1TcVV4yIaQMW
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
R1CMN9wtmF0zX
Ćwiczenie 1
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.
1
Ćwiczenie 2

Co oznacza pojęcie ucieleśnionej sztucznej inteligencji i czym się różni od pojęcia sztucznej inteligencji tradycyjnie pojmowanego?

R2rtdYHVmgiu0
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.