Об ИИ без мифов. Путеводитель по истории Искусственного Интеллекта - Черняк Леонид
Роботы-автоматоны XX века
Андроиды – это частный случай автоматонов, относительно несложных механизмов, способны к воспроизведению различного рода действий, внешне они могут быть похожи на движения человека или животного, чем создается иллюзия их самостоятельного действия. Это наиболее древний вид псевдо-роботов, к ним относятся популярные сегодня выставочные и развлекательные человекоподобные устройства – они ушли недалеко от древних автоматонов, по сути своей они так же воспроизводят механические действия, как делалось в старину, но с поправкой на использование современных технологий и материалов. Столетиями до середины XIX века искусные механики радовали венценосных особ созданными ими развлекательными автоматами, которые за их изящество стоит в большей мере рассматривать как произведения искусства. Не случайно развлекательные роботы чаще можно увидеть в художественных музеях, например, в Эрмитаже, чем в музеях науки и техники.
Промышленная революция разбудила гений изобретательства, наряду с другими новациями началось строительство огромного числа механизмов, которые можно было назвать роботами, после того, как это слово вошло в оборот. Общество проявляло к ним живой интерес, в газетах и журналах того времени можно найти изрядное количество статей на тему механических существ. Различающиеся внешне, они утроены единообразно – включают в себя простейшие датчики и незатейливые сервомеханизмы, устройства для воспроизведения звуков, несложные механизмы перемещения и в редких случаях радиоуправления. Особым разнообразием отличались движители, от простых колес до нетривиальных колесных конструкций, допускающих перемещение по сложным траекториям и разного рода шагающих сооружений.
Такие роботы строились до последнего времени и даже сейчас создаются разного рода человекоподобные игрушки. О том насколько несовершенны были создания, называвшиеся роботами, свидетельствует тот факт, что в отечественную прессу попадали хваленые материалы о человекоподобных устройствах, собранных из лампочек и реле на существовавших в СССР станциях юных техников, ими были заполнены научно-популярные издания 60–70-х годов.
Среди современных автоматонов встречаются удивительно интересные конструкции, они и правда проявляют внешне почти разумное поведение. Вероятно, первым из таких роботов был FRED (Friendly Robotic Educational Device, 1984), рассчитанный на общение с подростками. Его конкурентом стал робот Topo, но это скорее исполнительный механизм, подключаемый к IBM PC или Apple Mac. Его создатели руководствовались, казалось бы, разумной идеей – обучать ребенка в процессе игры с роботом, но она провалилась. Наследником FRED в 2018 году стал социальный робот Musio, разработанный малоизвестными компаниями KDDI (Япония) и AKA (США). О нем известно, что робот обладает некоторыми способностями к распознаванию речи и изображений.
С появлением необходимых технологий возникала целая индустрия развлекательных роботов. Невероятной удачей оказался робот-игрушка Furby, похожий на Чебурашку, нарисованного выдающимся художником-мультипликатором Леонидом Шварцманом. С 1998 по 2016 год было выпущено более 40 миллионов Furby, в первой версии он снабжался простейшим магнитофоном, микрофоном и динамиком, поэтому мог «обучаться» английскому, распознавать сказанное ему и произносить несколько десятков фраз. Позже, по мере миниатюризации и усложнения электроники, его функциональность возрастала, он «научился» другим языкам, мимике и т. д. После того, как было создано мобильное приложение Furby BOOM! спрос на «живого» Furby резко упал.
В создании роботов-игрушек лидирует Японии, чему немало способствуют сохраняющиеся древние традиция: столетиями здесь изготавливали механические куклы каракури-нинге, первое слово «каракури» переводится как «механическое устройство, созданное чтобы дразнить, обмануть или удивить человека», второе слово «нинге» обозначает человека и форму, что совместно может переводиться как марионетка, а также и кукла или чучело. У японцев сложился культ таких игрушек, чему способствует фиксированное в традициях ритуальное поведение – поклоны улыбки и т. д., которые можно назвать механистическими. И, наконец, особенности местной мифологии, нашедшие свое отражение в мультфильмах-аниме.
В 2000 году началась продажа робота-щенка SONY AIBO, название которого отсылает к словосочетанию Artificial Intelligence Robot и созвучно японскому слову, переводимому как приятель. Он мог воспринимать голосовые команды, был запрограммирован на различные реакции на них, на послушание или непослушание. Несмотря на высокую цену AIBO выпускался до 2014 года. В том же году Honda выпустила робот-андроид ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility), способный перемещаться, распознавать лица и жесты, реагировать на голосовые команды. Вслед за Honda несколько японских корпораций выпустили свои аналоги, Sony – QRIO (Quest for cuRIOsity), Fujitsu – HOAP (Humanoid for Open Architecture Platform), Toyota – Toyota Partner Robot, Hitachi – EMIEW (Excellent Mobility and Interactive Existence as Workmate). Ни одна из этих конструкций не обладала никакими признаками интеллекта, скорее всего, все они были данью характерной для того времени маркетинговой стратегии. Развлекательные роботы дожили до нашего времени и сегодня встречаются прогнозы о развитии индустрии сексботов, для которых, можно предположить, интеллект не является главным требованием.
Роботы и лабиринты
В 1911 году американец Адольф Вигель получил патент на замечательного по своей простоте заводного игрушечного жука (Toy Beetle), внешне производящего впечатление разумного поведения. Пущенный по прямоугольному столу в произвольном направлении он доходил до кромки, обнаруживал ее, делал нескольких циклических движений взад-вперед и находил нужное направление, шел дальше вдоль ребра столешницы, доходил следующего края, где процедура циклического поиска нового направления повторялась, и так конца завода. Секрет «разумного» поведения жука фантастически прост, внутри него были два колесика, а впереди длинный щуп. Когда щуп обнаруживал край, механизм управления колесиками реверсировал привод и вступал в действие хитроумный трюк – одно из двух колес пробуксовывало и жук поворачивался на небольшой угол по отношению к кромке, поэтому в следующем цикле он подходил к краю под иным углом и процедура повторялась. За несколько циклов вперед-назад жук был способен повернуться настолько, чтобы дальше двигаться параллельно кромке стола. Возможно, это первый пример примитивного машинного обучения.
Механическое обучение по образу и подобию Toy Beetle нашло продолжение в лишенных какого-либо интеллекта роботах, которые при этом оказались способны к прохождению лабиринтов (Maze Solving Machines). Этот класс роботов строили ученые-психологи с начала 30-х годов, видя в них модели, удобные для изучения условных рефлексов, что-то вроде не требующих пищи собачек академика Павлова. Трудно сказать насколько эти эксперименты оказались продуктивными для психологии, судя по всему не очень, в последующем от них отказались, однако создание лабиринтов (maze generation) и алгоритмов поиска выхода из них (maze solving) переросло в серьезное математическое направление. Это отдельная и чрезвычайно интересная тема. Успехи в микромашиностроении и микроэлектронике открыли возможности для конструирования и изготовления обучаемых миниатюрных роботов-мышей, способных найти выход из лабиринтов, в результате возникло массовое хобби, распространенное во многих странах, прежде всего в Великобритании и Японии, в его основе несложные правила прохождения лабиринтов.
Если в лабиринте нет отдельно стоящих стенок, образующих замкнутые маршруты (такой лабиринт называют односвязным), то его можно обойти полностью, следуя правилу «одной руки», однако при их наличии, такой лабиринт называют многосвязными, правило одной руки не работает. К каким неприятностям приводит доверие правилам прохода лабиринтов описал Джером Джером в «Трое в лодке», а автор смог убедиться в этом на своем примере, когда с уверенность Джорджа пошел в лабиринт венского парка Шенбрунн.
