کن گلدبرگ : ۴ درس از روبات ها در مورد انسان بودن

هر چه بیشتر ربات های در زندگی روزمره‌ی ما ریشه می‌کنند، ما بیشتر مجبوریم که خودمان را به عنوان انسان بررسی کنیم. درتد برکلی، کن گلدبرگ چهار درس بسیار انسانی را که اواز کار کردن با روباتها آموخته است را به اشتراک میگذارد. (تصویربرداری شده در TEDxBerkeley)

میدونم که ممکنه عجیب به نظر برسه،

ولی من فکر می کنم رباتها میتوانند الهام بخش ما باشند

که انسانهای بهتری باشیم.

من در شهر بتلهم ایالت پنسیلوانیا بزرگ شدم،

شهر فولاد بتلهم.

پدر من یک مهندس بود،

و در زمان بزرگ شدنم، او به من آموخت

که اشیاء چگونه کار می کنند.

ما پروژه هایی را با هم انجام دادیم،

مثل راکت مدلها و ماشینهای کنترلی.

این نمونه ماشین کارتینگی است که با هم ساختیم.

اونی که پشت فرمونه منم،

به همراه خواهرم و بهترین دوستم در آن زمان.

و یک روز،

حدود ده ساله که بودم پدرم منزل آمد

و سر میز شام، اعلام کرد

برای پروژه بعدی یک ربات خواهیم ساخت.

یک ربات.

در آن لحظه، من از این موضوع هیجان زده شدم،

برای اینکه در مدرسه،

پسر قلدری بنام کوین بود

که منو مسخره می کرد

چون تنها بچه یهودی کلاس بودم.

اصلاً نمیتونستم صبر کنم تا شروع به کار کنیم،

که بتونم رباتم را به کوین معرفی کنم. (خنده حضار)

(صداهای رباتیک)

ولی این از آن مدل رباتی که پدرم در نظر داشت نبود.

پدرم صاحب یک شرکت روکش کاری فلزات با کروم بود،

و آنها می بایست اجزای فولادی سنگین

را بین مخازن مواد شیمیایی جابجا می کردند.

بنابراین او به یک ربات صنعتی شبیه به این احتیاج داشت

که بتونه اجسام سنگین را بلند کنه.

ولی آن مدل ربات را هم که می خواست، بدست نیاورد.

من و پدرم چندین سال روی آن کار کردیم،

ولی آن زمان سال ۱۹۷۰ بود

و فناوری که در اختیار افراد مبتدی قرار داشت

هنوز کامل نشده بود.

در نتیجه پدرم به انجام این نوع از کارها بصورت دستی ادامه داد،

و چند سال بعد،

در او سرطان تشخیص داده شد.

می بینید، رباتی که سعی می کردیم بسازیم

به او می گفت که موضوع این نیست که نباید جسم سنگین بلند کنه،

بلکه هشداری بود برای قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی سمی.

او این مسئله را در آن زمان تشخیص نداد

و با سرطان خون پیمان بست

و در سن ۴۵ سالگی از دنیا رفت.

من بابت این موضوع داغون شدم

و هیچگاه رباتی که من و او سعی در ساختش داشتیم فراموش نکردم.

وقتی در کالج بودم، تصمیم گرفتم تا مهندسی بخوانم، درست مثل اون.

بعد وارد دانشگاه کارنگی ملون شدم و مدرک دکتری خودم را در رشته رباتیک گرفتم.

از آن زمان تا حالا مشغول مطالعه روی رباتها هستم.

آنچه که قصد دارم در موردش صحبت کنم

چهار پروژه رباتیک است

و اینکه چگونه هرکدام الهام بخش من بودند تا انسان بهتری باشم.

در سال ۱۹۹۳، من یک استاد جوان در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی بودم،

و بتازگی آزمایشگاه رباتیک خودم را درست کرده بودم،

در همان سالی که وب جهان گستر بوجود آمد.

و خاطرم هست که دانشجویان من جزو کسانی بودند

که با من در موردش صحبت کردند

و ما درباره آن حیرت زده شده بودیم.

شروع به کار با آن کردیم، و در همان بعدازظهر

متوجه شدیم که می توانیم از این واسط جهانی جدید استفاده کنیم

تا به هرکسی در دنیا اجازه دهیم

با ربات ما در آزمایشگاه کار کند.

بنابراین، به جای اینکه از آن برای مبارزه و یا امور صنعتی استفاده کنیم

تصمیم گرفتیم تا یک گلخانه بسازیم

و ربات را در مرکز آن قرار دهیم

و اسم "گلخانه راه دور" را برای آن انتخاب کردیم.

ما دوربینی را در قسمت مچ ربات قرار دادیم،

و کدهای ویژه ای را به همراه نرم افزار برای آن تهیه کردیم

تا هر کسی از هر جای دنیا بتواند وارد آن شده

و با کلیک روی صفحه

امکان حرکت دادن ربات را داشته باشد

و از گلخانه دیدن نماید.

و در عین حال با نصب نرم افزارهای دیگر

امکان مشارکت و همیاری در خصوص آبیاری گلخانه از راه دور

را فراهم کردیم، و اگرشما چند بارعمل آبیاری را انجام می دادید،

به شما دانه ای برای کاشت می دادیم.

این یک پروژه بود، یک پروژه مهندسی،

و ماچند مقاله در خصوص طراحی ظاهری و سیستماتیک آن

منتشر کردیم و البته همچنین آن را به عنوان

یک چیدمان هنری پنداشتیم.

این اثر پس از نخستین سال،

توسط موزه آرس الکترونیکا در اتریش به منظور

نصب در محوطه لابی دعوت شد.

و من خرسندم که بگویم همچنان در آنجا بصورت آنلاین باقی مانده است

۲۴ ساعت شبانه روز و برای تقریباً ۹ سال.

آن ربات توسط افراد بیشتری نسبت به هر ربات دیگر

در تاریخ، مورد استفاده قرار گرفته است.

در یک روز،

بطور ناگهانی از یک دانشجو،

تماسی دریافت کردم

که از من سوالی بسیار ساده ولی عمیق پرسید.

او پرسید: "آیا این ربات واقعی است؟"

هر شخص دیگری تصور می کرد که واقعی بود،

و ما هم همین باور را داشتیم، چون با آن کار می کردیم.

ولی من می دانستم منظور او چه بود،

زیرا این امکان وجود داشت که چند تا عکس

از گلهای داخل گلخانه بگیریم و آنها را در یک سیستم کامپیوتری

فهرست گذاری کنیم به شکلی که یک ربات واقعی

جلوه کند در حالی که اینگونه نیست.

و هرچه بیشتر به آن فکر کردم، نتوانستم به یک

پاسخ مناسب برای اینکه او چگونه می تواند تفاوت را بفهمد، برسم.

این موضوع مصادف شد با زمانیکه سمتی به من

در دانشگاه برکلی پیشنهاد شد.

وقتی به اینجا آمدم، به دنبال "هیوبرت درایفوس" گشتم،

که یک استاد پرآوازه در فلسفه است،

و با او در این خصوص صحبت کردم، و او گفت:

"این یکی از موضوعات قدیمی و از اصلیترین مسائل

فلسفه است. این مسئله به زمان شک گراها باز می گردد

و تا زمان دکارت نیز ادامه داشته است.

این بحث معرفت شناسی است،

مطالعه بر روی درستیِ موضوعات."

بنابراین، من و او با هم مشغول کار شدیم

و یک عبارت جدید را معرفی کردیم: "معرفت شناسی از راه دور"

به معنای مطالعه دانش از راه دور.

ما از هنرمندان، مهندسان و فلاسفه مطرح،

دعوت کردیم تا مقالاتی در این مورد بنویسند

و نتایج در این کتاب جمع آوری شد

که از انتشارات انستیتو تکنولوژی ماساچوست MIT است.

با تشکر از این دانشجو که چنین پرسشی را مطرح کرد،

آنچه که دیگران "درست" فرضش کرده بودند.

این پروژه درس مهمی از زندگی را به من آموخت،

که همیشه فرضیات را به زیر سوال ببرم.

حال، پروژهی دوم که درباره اش صحبت خواهم کرد

تکامل یافته پروژه "گلخانه راه دور" بود.

حین کار با آن، من و دانشجویانم بسیار علاقمند شدیم

به اینکه کاربران چگونه با هم تعامل می کردند

و با گلخانه چه کارهایی می کردند.

پس به فکر افتادیم، چطور می شد اگر ربات می توانست

گلخانه را ترک کند و به یک محیط

جالب توجه دیگر برود؟

به عنوان مثال، چطور می شد اگر می توانست به مهمانی شام

در کاخ سفید برود؟ (خنده حضار)

چون ما بیشتر به طراحی سیستماتیک

و واسط کاربری علاقمند بودیم تا به سخت افزار،

تصمیم گرفنیم، به جای اینکه

برای رفتن به مهمانی، ربات را جایگزین انسان کنیم،

انسان را به جای ربات بنشانیم.

نام آن را "بازیگر راه دور" نهادیم.

ما فردی را

که بسیار اجتماعی و اهل بیرون رفتن بود،

کلاه مخصوص پوشاندیم

که دارای تجهیزات متعددی بود، ازجمله دوربینها و میکروفنها

و یک کوله پشتی به همراه ارتباط اینترنت بی سیم.

ایده این بود که او به یک محیط خارج از محدوده

و جالب برود و از طریق اینترنت،

مردم بتوانند آنچه که او تجربه می کرد را تجربه کنند.

آنها می توانستند آنچه که او می دید را ببینند

ولی مهمتر از همه، می توانستند با تعامل با یکدیگر

در این کار مشارکت داشته باشند

و به او ایده بدهند که در قدم بعدی باید چه کار کند

و اینکه باید کجا برود

و در نتیجه "بازیگر از راه دور" را هدایت کنند.

ما این شانس را داشتیم که "بازیگر از راه دور" را

به مراسم "جوایز وبی" در شهر سانفرانسیسکو ببریم.

در آن سال، "سام دانلدسون" مجری برنامه بود.

کمی قبل از بالا رفتن پرده، من ۳۰ ثانیه فرصت داشتم

که به آقای "دانلدسون" توضیح بدم که می خواهیم چه کار کنیم.

گفتم: "بازیگر از راه دور"

روی صحنه به شما خواهد پیوست

و این یک پروژه جدید و آزمایشی است

و مردم در حال مشاهده این خانم روی صفحاتشون هستند

و دوربینها و میکروفونهای او در این کار

سهیم هستند و از طریق گوشیهای داخل گوشش

مردم به او از راه شبکه توصیه هایشان را منتقل می کنند

که در قدم بعدی چه کار کند.

و او گفت: "یک لحظه صبر کن،

این کار را که من انجام میدم!" (خنده حضار)

او از ایده خوشش آمد،

و وقتی "بازیگر از راه دور" به روی صحنه رفت،

نزدیک مجری شد و یک بوس جانانه

از لبهای او گرفت! (خنده حضار)

ما کاملاً متحیر شدیم،

هیچ ایده ای از آنچه که اتفاق افتاد نداشتیم!

و او فوق العاده بود، درعوض این کار، بازیگر را در آغوش گرفت.

کلاً کار خوب از آب درآمد.

ولی آن شب، وقتی داشتیم وسایل را جمع می کردیم،

از بازیگر پرسیدم: "چطور کاربران

به این تصمیم رسیدند که "سام دانلدسون" را ببوسی؟"

و او گفت: آنها نرسیدند.

او گفت که وقتی می خواست به روی صحنه برود،

کاربران هنوز مشغول توافق بر سراینکه او چه کار کند، بودند

و او وارد صحنه شد و کاری را کرد که

به نظرش طبیعی آمد! (خنده حضار)

موفقیت "بازیگر از را دور" در آن شب،

قطعاً به دلیل آن بود که او بازیگر فوق العاده ای بود.

او می دانست چه زمانی به غرایزش اعتماد کند،

و این پروژه یک درس دیگر از زندگی به من آموخت

و آن اینکه، وقتی تردید دارید، بداهه کار کنید. (خنده حضار)

حال، پروژه سوم از دل

تجربه من هنگامیکه پدرم در بیمارستان بستری بود بوجود آمد.

او تحت درمان قرار می گرفت،

شیمی درمانی و یک روش مرتبط که به آن

"نزدیک درمانی" می گویند و در آن دانه های کوچک پرتوزا را

در بدن قرار می دهند تا تومورهای سرطانی را درمان کنند.

روش کار، همانطور که اینجا مشاهده می کنید،

این است که جراحان سوزنهایی را وارد بدن می کنند

تا دانه ها را قرار دهند، و همه این سوزنها

به صورت موازی با هم قرار می گیرند.

بنابراین خیلی معمول است که برخی از سوزنها

به اندام حساس بدن نفوذ کنند و در نتیجه،

به آنها آسیب برسانند. آسیب نیز

باعث بروز زخم و عوارض جانبی می شود.

پس، من و دانشجویانم فکر کردیم که چطور می شد اگر می توانستیم

سیستم را به گونه ای تغییر دهیم

تا سوزنها از زوایای مختلف وارد شوند؟

بنابراین، ما آن راشبیه سازی کردیم و چند الگوریتم

بهینه سازی توسعه دادیم و دوباره شبیه سازی را انجام دادیم

و موفق شدیم نشان دهیم که قادریم از ورود سوزن

به اعضای حساس جلوگیری کنیم وهمچنان نقاط تومور

را توسط پرتوزایی پوشش دهیم.

ما در حال حاضر با پزشکانی از دانشگاه سانفرانسیسکو و مهندسانی

از دانشگاه جان هاپکینز کار می کنیم

و مشغول ساخت رباتی هستیم که دارای تعدادی

مفاصل مختلف با طراحی ویژه است که به سوزنها

اجازه می دهد تا از هر زاویه ای وارد شوند

و همانطور که اینجا مشاهده می کنید، از ورود به اعضای حساس خودداری می کنند

و همچنان به هدفی که تعیین شده نزدیک شوند.

با زیر سوال بردن این فرضیه که همه سوزنها

باید بطور موازی با هم باشند، این پروژه نیز

به من درس مهمی آموخت:

وقتی که مسیرت بسته است، دورش بزن.

و آخرین پروژه نیز در خصوص رباتیک پزشکی است.

و این پروژه از یک سیستم تحت عنوان

"ربات جراح داوینچی" بوجود آمد،

که به صورت ابزار تجاری در دسترس قرار دارد.

در بیش از ۲,۰۰۰ بیمارستان در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته

و ایده این است که به جراح امکان

جراحی راحت در چارچوب خودش (جراح) را بدهد.

ولی بسیاری از زیر وظایف در جراحی

عادی و ملالت آور هستند. مانند بخیه زدن.

و در حال حاضر، تمام این امور تحت

کنترل ویژه و فوری جراح صورت می گیرد.

بنابراین، جراح به مرور زمان خسته و فرسوده می شود.

ما فکر کردیم، چگونه می شد

اگر می توانستیم ربات را به گونه ای برنامه ریزی کنیم

که برخی از این زیر وظایف را انجام دهد،

و در نتیجه جراحان را آسوده سازد تا بر روی

بخشهای پیچیده تر جراحی تمرکز داشته باشند،

و همچنین از طول زمان جراحی بکاهیم

درصورتیکه می توانستیم کاری کنیم تا ربات آنها را کمی سریعتر انجام دهد.

بسیار دشوار است که ربات را برای کارهای ظریف برنامه ریزی کنیم،

مانند این، ولی متوجه شدیم که همکارم، "پیتر آبییل"،

که او هم در دانشگاه برکلی است، مجموعه جدیدی از

تکنیکهای یادگیری توسط نمونه را در رباتها توسعه داده است.

او کاری کرد که رباتها هلیکوپترها را به پرواز درآورند،

حرکات خارق العاده و زیبای آکروباتیک انجام دهند،

تنها با مشاهده یک انسان خبره در حین پرواز دادن آنها.

ما یکی از این رباتها را تهیه کردیم،

با "پیتر" و دانشجویانش شروع به کار کردیم

و از جراح خواستیم که کاری را

انجام دهد، و کاری که ما با ربات کردیم،

کاری که کردیم این بود که از

جراح خواستیم تا عملی را انجام دهد

وحرکات ربات را ذخیره کردیم.

به عنوان مثال، من از شکل عدد ۸ استفاده خواهم کرد

دنبال کردن شکل عدد ۸ را به عنوان نمونه در نظر بگیرید.

این شبیه چیزی است که وقتی ربات،

این مسیری است که ربات دنبال کرده است.

هر سه نمونه.

آنها بسیار بهتر از کار یک مبتدی

مثل من هستند، ولی با اینحال هنوز نامنظم و غیر دقیق هستند.

پس، ما تمام این نمونه ها و داده ها را ذخیره کردیم،

و سپس روی آنها چندین مرحله کار انجام دادیم.

ابتدا، از تکنیک "پیچش زمانی پویا" که در

تشخیص صوت کاربرد دارد استفاده کردیم که به ما امکان می دهد تا

بطور موقت همه نمونه ها را میزان کنیم.

سپس "فیلتر کالمن" را به کار گرفتیم

که یکی از تکنیکهای تئوری کنترل است و به ما امکان می دهد

تا به صورت آماری کلیه نویزها را تحلیل کنیم

و مسیرهای مورد نظر را از دل آنها بیرون آوریم.

بنابراین، کاری که ما انجام می دهیم این است که آن نمونه های

انجام شده توسط انسان را که همه ناقص و شامل نویز هستند در نظر گرفته

و مسیر مربوطه و مراحل کنترل ربات

را از آنها استنتاج می کنیم.

سپس آن را بر روی ربات اجرا می کنیم،

اتفاقات را مشاهده می کنیم،

سپس کنترلها را توسط مجموعه ای از تکنیکها با عنوان

"یادگیری با تکرار" تنظیم می کنیم.

بعد کاری که می کنیم، سرعت را کمی افزایش می دهیم.

نتایج را مشاهده می کنیم، کنترلها را دوباره تنظیم کرده

و اتفاقات را مشاهده می کنیم.

این کارها را چندین بار تکرار می کنیم.

واین هم نتیجه،

این مسیر استنتاج شده است

و این هم ربات است که با سرعت انسان حرکت می کند.

اینجا با چهار برابر سرعت انسان،

اینجا با هفت برابر،

و اینجا ربات با ده برابر

سرعت انسان کار می کند.

پس، ما توانستیم ربات را به انجام کارهای ظریف،

همانند زیر وظایف جراحی،

با ده برابر سرعت انسان وا داریم.

این پروژه نیز بدلیل وجود تمرین و یادگیری،

و انجام کاری بارها و بارها،

درسی به همراه داشت:

اگر می خواهید کاری را درست انجام دهید،

هیچ چیز جایگزین تمرین، تمرین و تمرین نیست.

خوب، اینها چهار درسی بودند که من

از رباتها طی سالها آموخته ام.

و رشته رباتیک با گذر زمان

بسیار بهتر شده است.

امروزه، دانش آموزان دبیرستانی می توانند رباتهایی همانند

ربات صنعتی که من و پدرم سعی در ساختش داشتیم، بسازند.

و حالا، من یک دختر دارم،

اسمش "ادسا" است.

او ۸ سالش است،

و او هم به رباتها علاقه دارد.

شاید این تو خون ما باشه! (خنده حضار)

آرزو می کردم که می توانست با پدرم ملاقات داشته باشه.

و الان من باید به او بیاموزم که اشیاء چگونه کار می کنند،

و باید با هم پروژه هایی را به انجام برسانیم، و من هیجان زده هستم

که او چه درسهایی از آنها خواهد آموخت.

رباتها، انسانترین

ماشینهای ما هستند.

آنها قادر به حل همه مسائل دنیا نیستند،

ولی من تصور می کنم که آنها موضوع مهمی برای آموختن به ما دارند.

من از همه شما دعوت می کنم که به نوآوریهایی

که به آنها علاقمندید، فکر کنید.

ماشینهایی که آرزویشان را دارید،

به این فکر کنید که احتمالاً چه پیامی برای شما دارند،

چرا که من گمان می کنم

بسیاری از نوآوریهای ما درتکنولوژی،

دستگاههایی که ما رویایشان را در سر داریم،

می توانند الهام بخش ما باشند تا انسانهای بهتری باشیم.

با تشکر از شما. (تشویق حضار)