Журнал Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 1-2 от 13 февраля 2007 года (Компьютерра - 669)
Получив информацию с датчиков после первого этапа эксперимента, робот использует программный симулятор для сокращения набора предварительных моделей своего тела. Мерилом оптимизации является точность предсказания сигналов с датчиков, поступающих после целенаправленных действий. По окончании стадии робот имеет на выходе ограниченный ряд моделей себя, которые насколько возможно близко описывают его механическую структуру.
Оставаясь в относительной безопасности, робот на выходе алгоритма получает свою виртуальную модель, что позволит ему в дальнейшем предсказывать результат своих усилий. Кроме того, обладание такой моделью позволяет предварительно оценивать полезность действий, выбирая самое выгодное из них - в соответствии с полученным от человека заданием. Можно говорить, что робот становится «сознательным» в смысле экономии ресурсов и избежания опасных шагов.
От слов к телу
Для эксперимента был построен робот в виде «морской звезды» о четырех щупальцах (размах 0,6 метра). На его борту разместился одноплатный микрокомпьютер PC-104 производства Advanced Digital Logic (на основе Celeron 266 МГц), обладавший нужным количеством сигнальных входов и оснащенный модулем беспроводной связи. Однако ученые возложили на этот контроллер лишь функцию непосредственного управления роботом, а вся вычислительная нагрузка для ускорения эксперимента была перенесена на принадлежащий университету многопроцессорный кластер. Несмотря на его высокую производительность, расчеты заняли около тридцати часов. При этом каждый из узлов кластера работал над всей задачей, и таким образом одновременно было получено несколько десятков независимых результатов. Это было необходимо для проведения статистического анализа и сравнения полученных вариантов. В беседе Виктор сообщил, что существует огромное множество вариантов воплощения эволюционных алгоритмов, и выбор какого-то конкретного тогда не имел слишком большого значения.
Основная цель исследования была в демонстрации работоспособности самой концепции самопознания, что и было с блеском осуществлено: робот смог не только самостоятельно оценить обстановку, построив собственную виртуальную модель, но и продолжал передвигаться после удаления любого из щупалец!
Только без рук
Своим экспериментом научная группа Липсона доказала, что для комфортного существования в окружающем мире будущим роботам нет необходимости обладать детальной моделью своего тела.
А в перспективе можно предположить, что первые разумные послания, которые мы получим с далеких планет, будут отправляться нашими же, не лишенными чувства юмора роботами.
Идет бычок, качается
Когда робот удостоверится в правильности имеющейся в его распоряжении виртуальной модели тела, он может попытаться начать осмысленно передвигаться. При этом робот анализирует сигналы датчиков, и если хоть данные какого-то из них отличаются от предсказываемых, то действие тут же прекращается, а робот на основе выявленных разногласий снова пытается уточнить свою модель, согласовывая ее с имеющейся информацией. В результате методом последовательных приближений виртуальная модель в «мозгах» робота постепенно начинает походить на его реальную физическую сущность. Исследователи добиваются «осознания» роботом себя как трехмерного объекта с конкретной конфигурацией.
Тут проявляются основные преимущества универсального алгоритма. Его достоинство не только в возможности избежать нудного программирования контроллера для каждого нового устройства, но и в способности относительно легко подстраиваться к поломкам, не теряя при этом мобильности (конечно, если они совместимы с жизнью). То есть в случае неисправности робот может перестроить свою внутреннюю модель под изменившуюся ситуацию и продолжить движение.
К сожалению, выбранное учеными решение обладает и существенным недостатком. Большинство эволюционных алгоритмов оказываются чрезвычайно медленными при реализации на современных компьютерах. Они требуют массово-параллельных вычислений, которые лучше всего ложатся на квантовые вычислительные машины, пока еще не созданные. С другой стороны, по словам Виктора, «это не такая уж и большая проблема, - зонду на чужой планете незачем торопиться; а вот если он вдруг сломается, то чинить там будет некому».
ОГОРОД КОЗЛОВСКОГО: Занимательная картография
Автор: Козловский Евгений
Продолжаю заниматься GPS-навигацией (см. «Огороды» "В гости к Голубицкому, или Заметки неофита" и "В поисках радости").
Не знаю, в чем причина: то ли на рынке появился какой-нибудь особо энергоэкономный, миниатюрный и главное - недорогой (в партиях от 10 тысяч штук) GPS-чип, то ли - производители карманных гаджетов уже не знают, чем еще завлечь очередную партию покупателей, - однако в последнее время едва ли не раз в неделю стали появляться то оснащенные GPS-модулями КПК и даже мобильные телефоны, то - специализированные навигаторы, выполненные на базе КПК с обстриженной под ноль функциональностью (оставлены mp3-плейер да порой - просмотрщик фотографий), причем - не от Garmin’а и прочих профессиональных «путеводителей», а от самых что ни на есть компьютерных фирм вроде Fujitsu-Siemens, НР или HTC.
На этой неделе я знакомился с двумя такими новинками со славного острова Тайваня, как раз - обеих категорий: x500 glofish (или glofiish, в девичестве - E-Ten) и С310 от Mio. Первый - не просто коммуникатор, а коммуникатор, претендующий на лидерство в своем классе, второй, как написано на коробке, - Car Navigation System.
Мне незадолго до этого удалось побывать на презентации «Рыбки»: про нее в пресс-релизе было написано, что это «самый тонкий коммуникатор в своем классе», и я, все еще под обаянием описанного в «Заметках неофита» миниатюрнейшего «Артемиса», позволил себе усомниться в этом утверждении и пошел на презентацию с тайной целью уличить ее организаторов. На мой ехидный вопрос один из сидящих за столом презентаторов вынул из кармана «Артемиса» и положил передо мной («Рыбка» лежала там изначально). Я взял их оба в руки, составил ребрами один к одному, - первенство по «тонине» «Рыбки» было не очевидно. Тогда мне подали лист плотной бумаги, и, накрыв им оба устройства и присев перед ними на корточки, я обнаружил над «Рыбкой» просвет чуть меньше миллиметра. То есть был справедливо посрамлен. Правда, «Рыбка» в ширину оказалась несколько долговязее, так что, если считать на объемы, пожалуй, проиграла бы «Артемису», но согласитесь, рекламный посыл «Самый тонкий в мире!» куда более бросок, чем «Самый малообъемный». Ибо у нас с «тониной», вероятно, ассоциируется голливудский стандарт красоты.
При полной идентичности набора функций: КПК, GPS-навигатор, GSM-телефон с поддержкой EDGE, двухмегапиксельная фото-видеокамера, FM-радиоприемник, Wi-Fi и Bluetooth, и похожей, в районе 800 долларов, цене, - «Рыбка» имела одно не особо важное для меня достоинство: вдвое более быстрый процессор: 400 МГц, - и один очень для меня важный недостаток: отсутствие колесика с пипкой-трекболом. Поясню почему. Конечно, в случае КПК скорость процессора больше влияет на общую резвость системы, чем в случае десктопа или ноутбука, однако «вдвое более быстрый процессор» вовсе не значит «вдвое более быстрый компьютер»: на его общую скорость влияет немало других факторов. Зато более медленный процессор ест заметно меньше электричества. Достоинства же «колеса» для меня принципиальны, ибо удобство листания ли книги одним пальцем, укрупнения ли карты с лихвой компенсирует (даже если мерить секундомером) некоторую медлительность. Правда, я услышал мнение нескольких экспертов, что как раз отсутствие колеса с шариком и есть главное достоинство «Рыбки», потому что и колесо, и особенно шарик не завтра, так послезавтра забьются пылью и вообще загнутся, а традиционные кнопочки «Рыбки» останутся как новенькие. Я однако оптимист и готов верить НТС, так что поживем - увидим. Да, и еще специалисты поведали мне, что у «Рыбки» GPS-антенна сконструирована лучше и потому - чувствительнее, так что спутники «Рыбка» ловит сильно быстрее «Артемиса»[Должен извиниться: когда я описывал «Артемис» и tomtom, я написал, что раз в три дня через Интернет обновляется карта. На самом деле обновляется не карта, а актуальная информация о спутниках, что позволяет быстрее ловить их сигналы] , однако, по ощущениям, эта разница была подобна разнице в их толщине: чтобы ее заметить, надо положить сверху лист бумаги, а потом - присесть на корточки. А в отношении дизайна обе игрушки очень собой хороши, а разница между ними легко укладывается в рамки вкусовой.
Что же касается С310, - это игрушка класса описанной мною в «В поисках радости» Pocket LOOX N100 от Fujitsu-Siemens, но, на мой вкус, - при равных ценах (примерно 11 тысяч рублей), - несколько поприятнее как чисто внешне, тактильно (чуть более крупная, чуть более замысловатая по дизайну, причем - приятно замысловатая), так и по зашитой в ней навигационной программе и карте. Правда, и там и тут довольно трудно психологически принять эти самые цены; ну прикиньте: если вы за 800 баксов получаете вдобавок к GPS-навигатору еще сорок восемь приятностей (см. перечисление в начале предыдущего абзаца плюс - возможность выбрать любую GPS-программу, а не оказаться пожизненно привязанным к той, что туда залита [Правда, в фирме "Вобис Компьютер", которая и предоставила мне на тестирование обе эти игрушки (за что им большое спасибо и особое - что не потребовали гарантийных писем с гербовыми печатями, а также подписи кровью из пальца или отпечатка оного), мне по секрету сказали, что настоящий хакер может поменять программу и карты даже и в С310, - но много ли среди покупателей этой игрушки найдется настоящих хакеров?]), - может, все же имеет смысл доплатить за них еще полстолько и четверть столько? Думаю, так решат многие. То есть по проценту «приятностей» чистый навигатор должен был бы стоить баксов сто пятьдесят, ну - двести, - а никак не 400 с хвостиком.
