Ken Goldberg: 4 lekcie od robotov o ľuďoch

Čím viac sa roboty zakoreňujú v našich každodenných životoch, tým viac sme nútení skúmať našu ľudskú stránku. Na podujatí TEDxBerkeley sa Ken Goldberg podelil o štyri veľmi ľudské lekcie, ktoré sa naučil pri práci s robotmi. (Natočené na podujatí TEDxBerkeley.)

Viem, že to bude znieť divne,

ale myslím si, že roboty dokážu inšpirovať

ľudí k tomu, aby boli lepšími.

Vyrástol som v meste Bethlehem v štáte Pennsylvania,

ktoré je domovom spoločnosti Bethlehem Steel.

Môj otec bol inžinierom

a keď som vyrastal, učil ma,

ako veci fungujú.

Pracovali sme spolu na projektoch,

ako napríklad na modeloch rakiet a autodráhach.

Toto je motokára, ktorú sme spoločne postavili.

Za volantom som ja, ďalej je tam

moja sestra a môj vtedajší najlepší kamarát.

Jedného dňa

prišiel domov – mohol som mať tak 10 rokov –

a pri večeri mi oznámil, že naším ďalším

projektom bude zostrojenie robota.

Robota!

Bol som z toho vzrušený,

lebo v škole bol

jeden násilník – Kevin,

ktorý ma šikanoval, keďže

som bol jediným židom v triede.

Takže som sa nevedel dočkať, kedy začneme pracovať

na projekte a budem môcť predstaviť Kevina robotovi. (smiech)

(zvuky robota)

Môj otec však nemal na mysli takéhoto robota.

Vlastnil firmu, ktorá robila chrómovanie,

a museli prenášať

ťažké oceľové diely medzi nádržami s chemikáliami,

takže potreboval priemyselného robota ako je tento,

ktorý by v podstate zdvíhal ťažký náklad.

No môj otec sa nedopracoval k robotovi, po akom túžil.

Pracovali sme spoločne na projekte niekoľko rokov,

ale boli 70. roky 20. stor.

a technológie ešte neboli dostupné

pre amatérov.

A tak otec pokračoval vo výrobe vlastnoručne

a o pár rokov

mu diagnostikovali rakovinu.

Robot, ktorého sme sa snažili postaviť, sa mu

nesnažil povedať nič o zdvíhaní ťažkého nákladu.

Bolo to varovanie, že sa vystavuje jedovatým chemikáliám.

No on to vtedy nerozpoznal,

dostal leukémiu

a zomrel vo veku 45 rokov.

Zničilo ma to

a nikdy som na robota, ktorého sme sa snažili postaviť, nezabudol.

Keď som šiel na univerzitu, rozhodol som sa študovať inžinierstvo, tak ako môj otec.

A tak som šiel na univerzitu Carnegie Mellon, kde som
získal titul PhD. v robotike.

Odvtedy sa venujem robotom.

Chcel by som vám porozprávať

o štyroch projektoch robotov

a o tom, ako ma inšpirovali stať sa lepším človekom.

Do r. 1993 sa zo mňa stal profesor na univerzite USC

a pracoval som na vlastnom robotickom laboratóriu,

a práve v tomto roku sa zjavil world wide web.

Pamätám si, že mne o tom

povedali práve študenti,

a všetci sme boli ohromení.

Začali sme ho skúmať a v to popoludnie

sme si uvedomili, že by sme toto nové,
univerzálne rozhranie mohli použiť

a umožniť tak každému na svete,

aby obsluhoval robota v našom laboratóriu.

Takže namiesto robota-bojovníka či priemyselného robota

sme sa rozhodli postaviť kvetináč

a doprostred neho umiestniť robota.

Nazvali sme to Telegarden (Telezáhrada).

Do rukoväte robotovej ruky sme umiestnili kameru,

napísali sme špeciálne skripty a softvér,

aby každý na svete mohol prísť

a kliknutím na obrazovke

pohnúť robotom

a navštíviť záhradu.

Tiež sme spustili a nastavili iný softvér, ktorý vám umožňuje

zúčastniť sa a pomôcť nám na diaľku zavlažovať záhradu,

a ak ju polejete viackrát, dáme vám

vaše vlastné semienko na pestovanie.

Išlo o projekt, o inžiniersky projekt,

a zverejnili sme nejaké články o dizajne,

o dizajne systému zariadenia, ale tiež sme o tom premýšľali

ako o umeleckej inštalácii.

Po prvom roku sme boli pozvaní

múzeom Ars Electronica Museum v Rakúsku,

aby sme nainštalovali robota do haly,

a som šťastný, že tam zostal online 24 hodín

denne, už takmer deväť rokov.

Tohto robota obsluhovalo viac ľudí

ako ktorýkoľvek iný v celých dejinách.

Jedného dňa

mi ako blesk z jasného neba

zavolal jeden študent

a spýtal sa jednoduchú, ale zato dômyselnú otázku.

Povedal: „Je ten robot skutočný?“

Každý sa domnieval, že áno, a uvedomovali

sme si, že to bolo tým, že s ním pracujeme.

Ale vedel som, čo tým myslel,

lebo by bolo možné spraviť pár fotografií kvetov v záhrade

a potom len vytvoriť register v počítačovom systéme tak,

aby to vyzeralo, že tam naozaj je skutočný

robot, aj keď tam nie je.

Čím dlhšie som o tom premýšľal, tým viac som si nevedel

dobre vysvetliť, ako by dokázal vidieť rozdiel.

Toto sa odohralo zhruba v čase, keď som dostal ponuku

na miesto tu v Berkley,

a keď som sem prišiel, vyhľadal som Huberta Dreyfusa,

svetoznámeho profesora filozofie,

a porozprávali sme sa o tom. Povedal:

„Ide o jeden z najstarších a najdôležitejších problémov

vo filozofii. Datuje sa do obdobia skeptikov

až po Descarta.

Je predmetom epistemológie,

ktorá skúma to, ako vieme, že je niečo pravdivé.“

A tak sa začala naša spolupráca

a zaviedli sme nový termín: telepistemológia,

ktorá skúma znalosť na diaľku.

Vyzvali sme popredných umelcov, inžinierov

a filozofov, aby o tom napísali eseje,

a výsledky, výsledky sú zhrnuté v knihe

od vydavateľstva MIT Press.

Takže vďaka študentovi, ktorý spochybnil to,

čo všetci ostatní považovali za pravdivé,

som dostal počas projektu dôležitú životnú lekciu,

a to vždy spochybňovať domnienky.

Druhý projekt, o ktorom vám poviem,

vychádza z projektu Telezáhrada.

Počas projektu študentov a aj mňa zaujímalo,

ako ľudia vzájomne interagovali,

a čo robili so záhradou.

A tak sme začali premýšľať nad tým, čo keby robot opustil

záhradu a vyšiel von, do nejakého iného

zaujímavého prostredia?

Povedzme, napríklad keby mohol zájsť na večierok

do Bieleho domu? (smiech)

Keďže nás viac zaujímal dizajn systému

a používateľské rozhranie než hardvér,

rozhodli sme sa, že namiesto toho,

aby robot nahradil človeka na večierku,

nahradí človek robota.

Nazvali sme ho Tele-Actor (Tele-herečka).

Mali sme ľudskú bytosť,

ktorá je veľmi otvorená a spoločenská,

a na hlave mala prilbu

s rôznym vybavením, kamerami, mikrofónmi

a ruksak s bezdrôtovým internetovým pripojením.

Podstatou bolo, že mohla ísť do vzdialeného

a zaujímavého prostredia, a ľudia potom mohli cez internet

zažiť to, čo zažívala ona,

vidieť to, čo videla ona,

ale čo je najdôležitejšie, mohli sa zapojiť,

vzájomne interagovať,

prichádzať s nápadmi, čo by mala ďalej robiť

a kam by mala ísť,

a potom ich posunúť Tele-herečke.

Dostali sme šancu vziať Tele-herečku

na odovzdávanie cien Webby Awards v San Franciscu

a toho roku bol moderátorom večera Sam Donaldson.

Pred tým, ako sa zdvihla opona,
som mal asi 30 sekúnd na to,

aby som vysvetlil pánovi Donaldsonovi, čo urobíme

a povedal som: „Tele-herečka

sa k vám pridá na pódiu.

Ide o nový experimentálny projekt

a ľudia ju sledujú na obrazovkách,

má nainštalované kamery a mikrofóny,

v uchu má odposluch

a ľudia jej cez sieť radia,

čo má robiť.“

Povedal: „Tak moment,

veď to robím ja.“ (smiech)

Koncept sa mu zapáčil,

a keď na pódium vyšla Tele-herečka,

prišla priamo k nemu a dala mu obrovskú pusu

priamo na ústa. (smiech)

Boli sme úplne prekvapení.

Nemali sme šajnu, že sa to stane.

A on bol úžasný. Vrelo ju objal

a klaplo to.

Ale keď sme sa v tú noc balili,

spýtal som sa Tele-herečky, ako sa Tele-režiséri

rozhodli, aby dala Samovi Donaldsonovi pusu.

Povedala, že nijako.

Povedala, že keď mala vyjsť na javisko,

Tele-režiséri sa ešte stále dohadovali na tom, čo má spraviť,

a tak len vyšla na javisko a spravila to,

čo jej prišlo najprirodzenejšie. (smiech)

Takže úspech Tele-herečky v tú noc

spočíval v tom, že je úžasná herečka.

Vedela, kedy má veriť svojim inštinktom,

a tak som dostal ďalšiu životnú lekciu –

keď ste na pochybách, improvizujte. (smiech)

Tretí projekt bol založený

na mojej skúsenosti počas hospitalizácie môjho otca.

Podstupoval liečenie,

chemoterapiu, s ktorým je spojené liečenie zvané

brachyterapia, keď maličké, rádioaktívne semienka

umiestnia do tela, aby vyliečili rakovinové tumory.

A spôsob, akým to robia, ako môžete vidieť, je,

že chirurgovia vložia do tela ihly, ktoré

dopravia semienka, a toto všetko,

všetky tieto ihly sú vložené súbežne,

takže je bežné, ak niektoré z nich

vniknú do citlivých orgánov a následne

ihly orgán poškodia, spôsobia zranenia,

ktoré vedú k traume a vedľajším účinkom.

A tak sme sa so študentami zamýšľali, ako by sme mohli

zmeniť systém,

aby ihly vnikali pod rôznymi uhlami?

Simulovali sme to, vyvinuli sme

optimalizačné algoritmy a simulovali sme ich

a podarilo sa nám vyhnúť sa citlivým

orgánom a stále sme dosiahli pokrytie

tumorov radiáciou.

V súčasnosti spolupracujeme s doktormi na univerzite UCSF

a inžiniermi na univerzite Johns Hopkins

na robotovi, ktorý má niekoľko...

je to špecializovaný dizajn s rôznymi spojeniami, ktoré umožňujú

ihlám vniknutie pod nespočetným množstvom uhlov,

a ako môžete vidieť, dokážu sa vyhnúť citlivým orgánom

a stále zasiahnuť cieľ, na ktorý sú zacielené.

Spochybnením domnienky, že všetky ihly

musia byť paralelné, tento projekt mi dal

dôležitú lekciu: Keď ste na pochybách –

Keď je vo vašej ceste prekážka, prebite sa ňou.

Posledný projekt je tiež z medicínskej robotiky.

Ide o niečo, čo je založené na systéme zvanom

chirurgický robot da Vinci

a ide o komerčne dostupné zariadenie.

Používa sa vo viac ako 2 000 nemocniciach po celom svete

a chirurgom umožňuje

pohodlne operovať v jeho koordinovanej konštrukcii,

ale mnoho vedľajších úloh počas operácie

je veľmi jednotvárnych a nezáživných, ako napríklad zošívanie,

a v súčasnosti sú všetky vykonávané

pod špecifickou a okamžitou kontrolou chirurga,

takže sa časom unaví.

Nás zaujímalo,

čo keby sme naprogramovali robota tak,

aby vykonával niektoré z týchto vedľajších úloh,

a oslobodil tak chirurgov, aby sa mohli sústrediť

na komplikovanejšie časti operácie,

a taktiež skrátili dobu operácie,

ak by ich robot dokázal vykonať trochu rýchlejšie?

Je náročné naprogramovať robota,
aby robil takéto delikátne veci,

ale ukázalo sa, že môj kolega tu z univerzity Berkley

Pieter Abbeel vyvinul

novú zostavu techník, ktorými sa roboty učia z príkladov.

Tak sa mu podarilo naučiť roboty riadiť helikoptéry,

robiť neuveriteľne zaujímavé a prekrásne akrobatické prvky,

a to len pozorovali ľudských expertov, ako ich riadia.

Tak sme získali jedného takéhoto robota.

Začali sme spolupracovať s Pieterom a jeho študentami

a požiadali sme chirurga, aby vykonal

úlohu, a potom sme

s robotom...

kým chirurg vykonával úlohu,

sme s robotom nahrali jeho pohyby.

Tu je príklad. Použijem číslo osem,

obtiahnutie kontúr čísla osem.

Takto to vyzerá, keď robot...

robotova dráha vyzerá takto,

tieto tri príklady.

Je to oveľa lepšie ako to, čo by dokázal nejaký nováčik

ako napríklad ja, ale stále je to trhavé a nepresné.

Nahrali sme všetky príklady, údaje,

a potom sme vykonali niekoľko krokov.

Po prvé, použili sme techniku, ktorá sa volá dynamické zakrivenie času

z rozpoznania reči, a to nám umožnilo dočasne

usporiadať všetky príklady.

Potom sme uplatnili Kalmanov filter,

techniku z teórie riadenia, ktorá nám umožňuje

analyzovať všetok hluk štatisticky

a extrahovať požadovanú trajektóriu, ktorá je jeho podkladom.

V podstate zoberieme demonštrácie ľudí,

ktoré sú plné hluku a nedokonalostí,

a z nich extrahujeme domyslenú trajektóriu úlohy

a kontrolný úryvok pre robota.

Použijeme ho na robotovi

a sledujeme, čo sa stane.

Potom upravíme ovládanie pomocou niekoľkých techník, ktoré sa volajú

opakované učenie.

Potom trochu zvýšime rýchlosť.

Pozorujeme výsledky, znova upravujeme ovládanie

a pozorujeme, čo sa stane.

Toto zopakujeme niekoľkokrát.

A tu je výsledok.

To je zamýšľaná trajektória úlohy

a tu je pohyb robota pri rýchlosti človeka.

Tu je štvornásobok rýchlosti človeka.

Tu je sedemnásobok.

A tu robot pracuje pri 10-násobnej

rýchlosti človeka.

Takže dokážeme dosiahnuť to, aby robot
vykonával delikátne úlohy,

ako je vedľajšia úloha pri operácii,

s rýchlosťou 10-násobne vyššou ako je ľudská.

Tento projekt vďaka potrebnému cvičeniu

a učeniu, opakovaniam bol

pre mňa tiež lekciou –

ak chcete niečo robiť poriadne,

nič nenahradí cvičenie, cvičenie, cvičenie.

To sú štyri lekcie, ktoré som sa za tie roky

naučil od robotov

a robotika, oblasť robotiky sa časom veľmi

zlepšila.

V súčasnosti môžu študenti na strednej škole stavať robotov

ako je priemyselný robot, ktorého som sa snažil
postaviť s otcom.

Mám dcéru,

volá sa Odessa.

Má osem rokov

a tiež má rada robotov.

Možno je to v génoch. (smiech)

Kiežby sa mohla stretnúť s mojím otcom.

Teraz ju učím ja, ako veci fungujú

a budeme spolu robiť projekty a som zvedavý,

aké lekcie sa z nich naučí.

Roboti sú zo všetkých strojov

najľudskejší.

Nedokážu vyriešiť všetky problémy sveta,

ale myslím si, že nás majú ešte čo učiť.

Všetkých vás vyzývam, aby ste sa zamysleli nad inováciami,

ktoré vás zaujímajú,

strojmi, po ktorých túžite,

a zamyslite sa, čo sa vám snažia povedať,

lebo mám tušenie,

že väčšina našich technologických inovácií,

zariadení, o ktorých snívame,

nás môže inšpirovať k tomu, aby sme sa stali lepšími ľuďmi.

Ďakujem. (potlesk)