È probabile che molto presto i robot vivranno in case con gli umani, aiutando le persone anziane a vivere in modo indipendente. Ma per fare questo, dovranno imparare a fare tutto il poco lavoro che le persone potrebbero fare senza esitazione. Molti moderni sistemi di intelligenza artificiale sono addestrati per eseguire compiti specifici analizzando migliaia di immagini firmate di una particolare azione. Sebbene questi metodi aiutino a risolvere problemi sempre più complessi, trattano ancora solo problemi molto specifici e richiedono molto tempo e potenza di elaborazione per imparare.
Se un robot si prende cura di persone anziane, i problemi di tale lavoro saranno molto diversi rispetto alle situazioni tipiche del processo di apprendimento. Durante il giorno, i robot devono fare molte cose, dalla preparazione del tè al cambio della biancheria da letto mentre parlano. Questi sono compiti impegnativi che diventano più difficili in combinazione. Non esistono due case uguali, il che significa che i robot dovranno imparare rapidamente e adattarsi al loro ambiente. E come spesso accade, se vivi con qualcun altro, le cose tendono a migrare. Il robot dovrà imparare a trovarli da solo.
Un approccio consiste nello sviluppare un robot per l'apprendimento permanente in grado di memorizzare la conoscenza basata sull'esperienza e ideare modi per adattarla e applicarla a nuovi compiti. Una volta imparato a preparare una tazza di tè, queste abilità possono essere applicate anche al caffè.
Il cervello umano impara per tutta la sua vita, adattandosi costantemente a condizioni complesse e mutevoli e risolvendo quotidianamente una vasta gamma di problemi. Simulare il modo in cui gli esseri umani apprendono potrebbe aiutare a progettare robot con cui possiamo interagire naturalmente, come se fossimo con un'altra persona.
Simulazione dello sviluppo del bambino per addestrare il robot
La prima domanda da porsi quando inizi a modellare le persone è da dove cominciare? Alan Turing, un famoso matematico e pioniere dell'intelligenza artificiale, una volta disse:
Ha paragonato il cervello di un bambino a un quaderno vuoto che può essere riempito durante l'istruzione e ha sviluppato un "sistema" adulto intelligente. Ma quale dovrebbe essere l'età del bambino per la modellazione? Quali conoscenze e abilità hai bisogno per costruire prima?
I neonati sono molto limitati in quello che possono fare e nel modo in cui percepiscono il mondo che li circonda. La forza muscolare nel collo del bambino non è sufficiente per sostenere la testa e non ha imparato a controllare le braccia e le gambe.
A partire da zero mesi: un tale passaggio può limitare gravemente il robot. Ma i limiti fisici del bambino in realtà lo aiutano a concentrarsi sulla risoluzione di una piccola sottoclasse di problemi, ad esempio, impara a correlare i suoi occhi con ciò che sente e vede. Questi passaggi nelle fasi iniziali della costruzione del modello di un bambino costruiscono il suo corpo ancor prima che inizi a comprendere la complessità del mondo che lo circonda.
Gli ingegneri hanno applicato restrizioni simili al robot, bloccando inizialmente il movimento di varie articolazioni per simulare una mancanza di controllo muscolare. Hanno anche regolato le immagini dalla telecamera del robot in modo che "vedesse" il mondo attraverso gli occhi di un neonato, con sfocature e periferie deboli. Invece di dire al robot come muoversi, gli è stato permesso di capirlo da solo. Il vantaggio qui è che quando la calibrazione cambia o gli arti vengono danneggiati, il robot sarà in grado di adattarsi a questi cambiamenti e continuare a lavorare.
Imparare giocando
Studi hanno dimostrato che, applicando vincoli al processo di apprendimento, non solo aumenta la velocità con cui vengono acquisite nuove conoscenze e abilità, ma aumenta anche l'accuratezza di ciò che viene appreso.
Dando al robot il controllo sul rilascio dei vincoli, dandogli il controllo sulle sue articolazioni e migliorando la sua visione, è possibile per il robot controllare il proprio tasso di apprendimento. Gli scienziati hanno modellato il "bambino" e i primi 10 mesi della sua crescita. Quando il robot ha imparato a correlare il movimento e le informazioni sensoriali ricevute, ha acquisito i comportamenti stereotipati osservati nei neonati, come quando i bambini trascorrono lunghi periodi di tempo fissandosi le mani mentre si muovono.
Quando un robot impara a coordinare il proprio corpo, il prossimo traguardo importante che supera è che inizia a capire il mondo che lo circonda. Il gioco è una parte importante dell'apprendimento di un bambino. Lo aiuta a esplorare l'ambiente, a testare diverse possibilità e a studiare i risultati.
All'inizio può essere semplice come toccare un tavolo con un cucchiaio o mettere un oggetto in bocca. Ma poi si sviluppa in blocchi di blocchi o posizionando oggetti in fori adeguati. Tutte queste azioni creano esperienze che forniranno ulteriormente le basi per abilità come trovare la chiave giusta per aprire la serratura e abilità motorie fini per inserire la chiave nel buco della serratura e poi girarla.
In futuro, l'uso di queste tecniche fornirà ai robot i mezzi per apprendere e adattarsi agli ambienti e ai compiti difficili che gli esseri umani danno per scontati nella vita di tutti i giorni. Un giorno i robot saranno in grado di aiutare gli anziani, ma anche i bambini dell'asilo potranno insegnare loro.
Ilya Khel
