Ja robot: Košičanka, ktorá poľudšťuje roboty

Ste fanúšik filmov Terminátor alebo Ja Robot?

Pred filmami ako Terminátor uprednostním Chaplinov film Moderná doba z roku 1936, ktorý je tiež z prostredia automatizácie. Ja robot som videla niekoľkokrát a stále v ňom nachádzam podnety na rozmýšľanie. Má zaujímavý príbeh, kde centrálny počítač vytvorí autonómnu akciu a zabije svojho tvorcu.

Súčasne otvára otázky, na ktoré nevieme jednoznačnú odpoveď, napríklad bezpečnosť v robotike, distribuovaná inteligencia alebo emergencia emócií.

Ako ste sa dostali k robotike a robotom?

Študovala som umelú inteligenciu na Technickej univerzite v Košiciach a robotika je pre mňa jedna z aplikačných oblastí, kde môžem ukázať výsledky mojej práce. Venujem sa skôr softvérovej časti a tvoreniu učiacich sa systémov, ktoré nemusia byť len roboty. Súčasne ma zaujíma integrácia robotov do netechnického prostredia, čo je predmetom takzvanej sociálnej robotiky. Tu je kľúčová otázka interakcie človek-stroj.

Ako vlastne fungujú samoučiace systémy v robotoch?

Učiaci sa systém v podobe inteligentného agenta možno máte v smartfóne. Učí sa čo najlepšie rozpoznať povely svojho majiteľa. Zbiera dáta, ako človek rozpráva, a ukladá si ich ako znalosti o rečových vlastnostiach, napríklad rôzny prízvuk. Použitím tejto trénovacej množiny sa dokáže adaptovať.

Na podobnom princípe sa učia roboty, „zo skúseností“ ako človek. Učia sa z dát alebo sa môžu učiť od experta (ktorým môže byť človek) a v tom prípade si ukladajú znalosti vo forme pravidiel. Taktiež existuje prístup učenia demonštráciou (pozorovaním). Existuje množstvo prístupov v učení - ale nehľadajte za tým nič tajomné, systém sa snaží v konečnom dôsledku aproximovať nejakú funkciu a skúša to dovtedy, kým splní stanovenú podmienku.

Mária Virčíková Zdroj: Archív - Mária Virčíková

Venujete sa neverbálnej oblasti komunikácie s robotmi. V čom spočíva humanizácia robotov? Ako dokáže robot rozoznať emócie z technického hľadiska? Ide o vopred nastavené algoritmy správania?

Roboty budú častejšie v interakcii s človekom a jedna cesta, ako tvoriť ich správanie, je, že sa budú prispôsobovať ľuďom. Ich preferenciám, akciám, ale aj emocionálnym stavom. Rozpoznávanie emócií sa robí z obrazu, čo môže byť z pohybových vzorov alebo z tváre, z reči, napríklad z intonácie alebo z analýzy samotnej informácie. Humanizácia môže byť v oblasti tvaru - humanoidné a androidné roboty, ale aj v správaní, kde patrí rozpoznávanie a vyjadrovanie emócií.

Dôležitý je takzvaný antropomorfizmus, ktorý v robotike znamená, že keď človek vidí robota, ktorý má tvar podobný ľudskému, tak mu intuitívne pripisuje ľudské vlastnosti a očakáva od neho viac ako napríklad od počítača. Čo sa týka robota psa Aibo, tak ten simuluje etologické (inštinktívne) modely správania a je naprogramovaný ako pes. Nie vždy poslúchne človeka na prvý pokus. Je to priamo v zdrojovom kóde. Avšak aj keď nerozpozná slovný povel, tak vykonáva náhodné správanie. Je to šikovné riešenie, lebo používateľ nerozozná rozdiel.

Ako komunikujete s robotom pri jeho učení sa?

Pomáham si senzorom Kinect (pozn.: pohybový systém s kamerou ku konzole Xbox), ktorý dokáže oddeliť človeka od prostredia. Poskytuje mi súradnice častí ľudského tela v trojrozmernom priestore v čase. Robot alebo vlastne Kinect pozoruje človeka a zbiera si tieto dáta.

Tieto zhlukujem do rôznych množín, ktoré predstavujú emocionálne prejavy. Rozdielne gestá, pózy alebo pohyb, ktorý urobí človek pri prejave radosti či pri prejave hnevu. Taktiež každý človek a v každej situácii sa môže prejaviť inak, čiže učenie-zdokonaľovanie prebieha stále v čase.

Na čo je dobrý tento typ vednej disciplíny v reálnom živote?

Aplikácie interaktívnych systémov a umelej inteligencie sú všade. V mobilných telefónoch, v autách, na finančných burzách. Ak hovoríme o sociálnych robotoch, tak komerčne bol úspešný práve Aibo - robotická hračka, ktorá ale častokrát mala funkciu spoločníka ľudí. Dnes je to robotický tuleň Paro, ktorý je umiestňovaný do domovov dôchodcov.

V blízkej budúcnosti sa konkrétne od interakcie človek-robot očakáva, že bude mať obrovský vplyv v dvoch oblastiach. V starostlivosti o starších ľudí a vo výskume autizmu. Zaujímavý koncept je aj robot Baxter od Rodneyho Brooksa. Je určený na prácu do tovární, ale zároveň do takých, kde by mal spolupracovať s ľuďmi. Dá sa jednoducho nastaviť a má displej, ktorý vyzerá ako tvár. Ľudia tohto robota vnímajú sympatickejšie ako klasickejšie robotické ramená.

Pri starostlivosti o starších ľudí je pomoc ľahko predstaviteľná, ale ako pomáhajú pri autizme?

Pri autizme zatiaľ roboty slúžia ako jednoduchí asistenti učiteľov. Deti sa prostredníctvom robotov Nao alebo robota Kaspar učia prejavovať sa. Napríklad robot im ukazuje gestá, ktoré vyjadrujú hnev, radosť alebo smútok - na veľmi jednoduchých príkladoch. Zopakuje im to niekoľkonásobne, stále rovnako. Výsledky prekvapujú samotných rodičov.

Kam smeruje robotika v otázke nahrádzania ľudskej práce? Zaujímavé knihy o tom napísali profesori z MIT Eric Brynjolfsson a Andrew McAfee - Race Against The Machine a The Second Machine Age. Vidíte v tom trende pozitíva pre "ľudskú rasu" alebo varovné signály, že v budúcnosti uspejú len vzdelaní ľudia?

Myslím, že už teraz, aj bez robotov je to tak, že viac uspejú vzdelaní ľudia. Ak stroje a roboty budú efektívnejšie ako ľudia a budú generovať zisk, tak sa presadia. Myslím si, že vzdelaní budú mať navrch, ale na druhej strane automatizácia vytvorí aj nové typy pracovných miest.

Tesco dostalo nedávno ponuku od istej spoločnosti na prístroj, ktorý dávkuje rožky. Google vyvíja auto bez vodiča, Amazon drony. Kde tento vývoj smeruje podľa vás a čo bude znamenať pre človeka?

Proces reprofilácie pracovných miest smerom k údržbe moderných strojov, respektíve k tvorbe nových strojov, ktoré vytvárajú zisk pre investora v zmysle zníženia nároku na ľudskú pracovnú silu. Z druhej strany pohľadu, tvorba takýchto strojov znamená, že budeme žiť komfortnejšie.

Zrejme poznáte Moorov zákon (pomenovaný po Američanovi Gordonovi Moorovi. Bol spolutvorca procesorov spoločnosti Intel. Svoju pamätnú vetu povedal ešte v roku 1965, keď tvrdil, že počet polovodičových prvkov v integrovanom obvode sa bude každý rok zdvojnásobovať. O desať rokov sa poopravil: „Po­čet tran­zis­to­rov in­teg­ro­va­ných v jed­nom či­pe o rov­na­kej plo­che je mož­né zdvoj­ná­so­biť kaž­dých osemnásť mesiacov.)“ V akej fáze sa z toho pohľadu nachádza robotika?

Systémy budú zložitejšie, ale riadenie bude jednoduchšie. Príkladom je autopilot v lietadlách.

Vynálezca a futurológ Ray Kurzweil, ktorý pracuje ako šéf vývoja v spoločnosti Google, tvrdí, že umelá inteligencia sa rozvinie natoľko, že do roku 2050 sa zmažú rozdiely medzi človekom a strojom. Súhlasíte s ním?

"Zmažú sa rozdiely medzi človekom a strojom" je zložitý výrok a Ray Kurzweil je kontroverzná osobnosť. Ja osobne výroky a prácu R. Kurzweila sledujem a uznávam. Myslím si, že tento výrok neznamená to, že vznikne robotická rasa nerozoznateľná od ľudskej. Odporúčam vidieť TEDx Hugha Herra o bionickej protetike, ktorý je pre mňa inšpiratívnym príkladom, ako si vysvetľujem tento výrok.

Nastal už ten čas, keď si firmy uvedomili, že ľudská práca je pre nich drahá a relatívne pomalá? Preferujú dnes robotické riešenia?

Odpoveď nie je jednoznačná. Závisí to od ceny práce.

Učíte sa aj etické hodnoty a možné ekonomické dopady pri vývoji strojov? Napríklad vznik technickej nezamestnanosti kvôli nástupu strojov? Plat nízkokvalifikovaného zamestnanca by mohol byť taký nízky a po čase neakceptovateľný, že podnikateľ človeka nahradí strojom.

Náš sylabus je zameraný na inžinierske veci. Máme jeden predmet zo spoločenských vied, kde si študenti môžu vybrať napríklad základy práva alebo etiky, ale sú to všeobecné predmety pre celú univerzitu, nie špeciálne pre robotiku. Vidím dve možnosti. Robotika nahradí nízkokvalifikovanú prácu alebo nízkokvalifikovaná práca sa zmení na inú nízkokvalifikovanú prácu. Avšak netýka sa to len robotov, ale napríklad aj počítačov a deje sa to už veľmi dlho.

Budú sa musieť riešiť otázky právnej zodpovednosti za roboty? Napríklad ak Google auto narazí - kto je zodpovedný - vývojár, výrobca alebo vodič?

Áno - budú musieť a tvoria sa komisie, ktoré tieto veci riešia a vytvárajú sa štandardy.

Kto by mal niesť zodpovednosť a dá sa v oblasti robotiky zamedziť chybovosť?

Neviem, či sa dá zamedziť chybovosti akéhokoľvek stroja respektíve produktu. Ale vieme urobiť softvér, ktorý by aj v krajných situáciách mal dohliadať v prvom rade na bezpečnosť človeka. Otázka zodpovednosti patrí právnikom. Zatiaľ je zodpovedný výrobca. Ja, možno veľmi naivne, zastávam názor, že keď sa začnú produkovať roboty schopné učiť sa, tak by každý mal mať svojho vlastníka, svojho majiteľa, ktorý by bol zodpovedný za svojho robota.

V jednom rozhovore ste spomínali teóriu tajomného valu. V čom spočíva a aký je postoj verejnosti k robotike?

Tajomný val je výsledkom výskumu z oblasti vnímania robotov ľuďmi. Fakt, že človek lepšie akceptuje robota, ktorý je jasne identifikovateľný ako robot je dané tým, že ľudstvo sa bojí žiť v priestore a spoločnosti, kde nevieme rozlíšiť, kto je človek a čo je robot.

Sú tieto obavy spolužitia oprávnené?

Ak ľudia roboty neprijmú, tak ich nikto nemôže nútiť, aby ich mali doma.

V akom stave vývoja sa robotika dnes nachádza? Boom ju zrejme ešte čaká, ak do firiem, ktoré vyvíjajú robotov, vstupuje Google.

Neviem a nedovolím si posúdiť, či boom robotiky bol včera, dnes, alebo príde zajtra. Už 350 rokov pred Kristom grécky matematik Archytas pracoval na umelom holubovi. Google je firma, ktorá určite vie, čo robí. Ich vstup do robotiky a umelej inteligencie je pre komunitu a pre mňa osobne nepriamym povzbudením, že to, čomu sa venujem, má zmysel. Boomy v robotike by som rozdelila na viaceré. Tie, ktoré očakávam ja, sú okrem sociálnych robotov napríklad exoskeletony, ktoré môžu ľuďom prinavrátiť mobilitu, alebo znásobiť silu.

Kto dotuje váš výskum v Košiciach? Je finančne náročný?

Náš výskum je dotovaný z národných zdrojov a rovnako aj zdrojov z Európskej únie. Máme niekoľko rôznych projektov. Som vo výskume krátko, ale dovolím si povedať, že neriešime problém s financovaním technického zabezpečenia. Zložitejšie je to s financovaním ľudí. EÚ rieši aj sociálne aspekty uplatňovania robotov a to práve aj oblasť interakcia človek-robot. Je to interdisciplinárna vedná oblasť, kde pôsobia okrem robotikov aj psychológovia a sociológovia.

Ak by sme sa mali porovnávať so svetom, kde sa asi nachádza vo vývoji slovenská robotika? Kde sú najsilnejšie "technologické huby" na svete?

Robotika sa skladá z rôznych segmentov - strojársky alebo IT. Ja nie som robotik ani strojár. Venujem sa učiacim sa algoritmom – ale viem, že máme firmy, aj na východe ako ZTS VVUT Košice, Spinea či Elkom. V regióne Košice-Prešov existuje profesný cluster firiem a organizácií venovaný automatizácii a robotike, ktorý vedie profesor Čop.

Taktiež som spoznala menšie mladé firmy, ktoré sa snažia presadiť robotikou. Technologické huby sú, samozrejme, Silicon Valley a z univerzít by som povedala, že MIT, Stanford, Calltech, Carnegie Mellon. V Japonsku sú viac distribuovaní.

Chystáte sa do zahraničia?

Zatiaľ si pripravujem obhajobu dizertačnej práce a jedným z mojich oponentov bude profesor z Japonska. Nevyhýbam sa tomu, že do zahraničia pôjdem na postdoktorandské štúdium. Vedieť sa porovnať so svetom je pre mňa alfou a omegou, ak si trúfam robiť svetový výskum.

Spolupracujem so zahraničnými vedcami a okrem mojich návštev v zahraničí by som chcela dosiahnuť, aby aj zahraniční špičkoví vedci prichádzali k nám. Moje konkrétne nasledujúce kroky začnem intenzívne riešiť v deň obhajoby, ale zatiaľ by som preferovala ísť na stáž do komerčnej firmy, ktorá by aspoň čiastočne robila vývoj technológií.

Dá sa už dnes objednať humanoid? V akej fáze vývoja sa dnes nachádza a kde ho vidíte napríklad o desať rokov?

Áno, samozrejme. Ale cenové relácie sú momentálne veľmi vysoké. Humanoidných robotov vidíme v blízkej budúcnosti v prostrediach, ktoré sú nebezpečné pre človeka ako jadrové elektrárne, riešenie havarijných situácií. V servisnej a sociálnej robotike sú to aplikácie v zdravotníctve, službách a továrňach budúcnosti.

Môžete uviesť príklad?

Navštívila som japonskú firmu Toyota, kde vyvíjali humanoidného robota, ktorý má asistovať chorým - zatiaľ v nemocniciach a neskôr doma. Môže im priniesť, čo potrebujú, ale rozsah funkcionalít sa rýchlo rozrastá. Dokážete s pacientom komunikovať - napríklad prečíta správy z internetu. Zároveň pacienta monitoruje, či neprišlo k nejakej nežiaducej situácii - napríklad k pádu.

Továrne budúcnosti v tomto prípade sú také, kde roboty a ľudia spolupracujú (robot Baxter). V službách sú prvé pokusy tiež - ako príklad je robot ASIMO, ktorý bol vyvinutý s myšlienkou, že bude priťahovať zákazníkov do predajní automobilov.

Hrozia aj v oblastiach robotike patentové vojny ako v iných oblastiach technologického sveta?

Na sto percent. Za začiatok tejto "vojny" považujem práve to, že Google skupuje robotické firmy.