Ken Goldberg: 4 lessen van robots over de mens

Hoe meer robots zich inwerken in ons dagelijks leven, hoe meer we onszelf moeten bekijken als mens. Op TEDxBerkeley deelt Ken Goldberg vier heel menselijke lessen die hij heeft geleerd door met robots te werken. (Gefilmd op TEDxBerkeley.)

Ik weet dat dit vreemd zal klinken,

maar volgens mij kunnen robots ons inspireren

om betere mensen te zijn.

Ik groeide op in Bethlehem, Pennsylvania,

thuishaven van Bethlehem Steel.

Mijn vader was ingenieur,

en terwijl ik opgroeide, leerde hij me

hoe dingen werkten.

We bouwden samen projecten,

zoals modelraketten en racebanen.

Dit is de go-kart die we samen bouwden.

Dat ben ik achter het stuur

met mijn zus en mijn beste vriend van toen.

Op en dag,

kwam hij thuis, ik was ongeveer tien jaar oud.

Aan de eettafel vertelde hij

dat we voor ons volgende project
een robot gingen bouwen.

Een robot.

Ik vond dit geweldig,

want op school

was er een pestkop, genaamd Kevin,

die me plaagde

omdat ik het enige Joodse kind in de klas was.

Dus ik kon niet wachten om hieraan te beginnen

zodat ik Kevin aan mijn robot kon voorstellen. (Gelach)

(Robotgeluiden)

Maar het was niet zo'n robot
die mijn vader in gedachten had.

Hij had een verchroombedrijf,

en zij moesten

zware stalen onderdelen verplaatsen
tussen chemicaliëntanks,

dus hij had een industriële robot als deze nodig

die het zware tilwerk kon doen.

Maar ook mijn vader kreeg niet de soort robot die hij wou.

Hij en ik hebben er jaren aan gewerkt

maar het waren de jaren 70

en de technologie die beschikbaar was voor amateurs

was hier gewoon niet klaar voor.

Dus papa deed dit soort werk verder met de hand

en enkele jaren later

bleek dat hij kanker had.

De robot die we probeerden te bouwen

vertelde hem niets over het zware tilwerk.

Het was een waarschuwing voor zijn blootstelling
aan giftige chemicaliën.

Dat had hij toen niet door

en hij liep leukemie op

en stierf op 45-jarige leeftijd.

Ik was er kapot van,

en ik ben de robot nooit vergeten
waaraan we samen bouwden.

Aan de universiteit besloot ik om
toegepaste wetenschappen te studeren, net als hij.

Ik ging naar Carnegie Mellon
en behaalde mijn doctoraat in robotica.

Sindsdien bestudeer ik robots.

Dus waar ik jullie over wil vertellen

zijn vier robotprojecten

en hoe ze mij hebben geïnspireerd
om een beter mens te zijn.

In 1993 was ik een jonge professor aan het USC.

Ik was net mijn eigen roboticalab aan het opbouwen.

Dit was het jaar waarin het wereldwijde web opkwam.

Ik weet nog dat het mijn studenten waren

die me erover vertelden.

We waren gewoon verbaasd.

We begonnen ermee te spelen, en die namiddag,

beseften we dat we deze nieuwe,
universele interface konden gebruiken

om iedereen ter wereld toe te laten

om een robot in ons lab te besturen.

Dus in plaats van een vechtrobot
of een industriële robot te maken,

besloten we om een plantage te bouwen,

er een robot midden in te zetten

en we noemden het de 'Telegarden'.

We plaatsten een camera in de hand

van de robot, en we schreven enkele speciale scripts

en software zodat iedereen ter wereld

door een klik op het scherm

de robot kon laten bewegen

en de tuin kon bezoeken.

Maar we installeerden ook software

waarmee je ons kon helpen om de tuin water te geven

vanop een afstand.
Als je het enkele keren water gaf,

gaven we je je eigen zaadje om te planten.

Dit was een project, een technisch project,

en we publiceerden enkele papers over het ontwerp,

het systeem erachter, maar we zagen het ook

als een kunstinstallatie.

Na het eerste jaar werd ik uitgenodigd

door het Ars Electronica Museum in Oostenrijk

die het wilden installeren in hun lobby.

Ik ben blij dat het daar nog steeds online staat,

24 uur per dag, bijna negen jaar lang.

Die robot is bestuurd door meer mensen

dan enige andere robot in de geschiedenis.

Op een dag

kreeg ik plots een telefoontje

van een student,

die een simpele maar belangrijke vraag stelde.

Hij vroeg: "Is de robot echt?"

Verder had iedereen aangenomen dat dat zo was

en we wisten dat het zo was omdat we ermee werkten.

Maar ik wist wat hij bedoelde,

omdat je wel foto's zou kunnen nemen

van bloemen in een tuin om ze dan te indexeren

in een computersysteem zodat het zou lijken

alsof er een echte robot was, terwijl er geen was.

Hoe langer ik erover nadacht, hoe moeilijker

het werd om een goede manier te vinden
om het verschil te zien.

Het was rond die tijd dat ik een functie kreeg aangeboden

hier op Berkeley.

Toen ik hier aankwam, zocht ik Hubert Dreyfus op,

een wereldberoemde filosofieprofessor.

Ik praatte erover met hem, en hij zei:

"Dit is een van de oudste en belangrijkste problemen

van de filosofie. Het gaat terug naar het scepticisme

tot en met Descartes.

Het is de kern van de epistemologie,

de studie van hoe we weten of iets waar is."

Dus hij en ik begonnen samen te werken

en we verzonnen een nieuwe term: telepistomologie

de leer van de kennis op afstand.

We nodigden belangrijke artiesten, ingenieurs

en filosofen uit om hier essays over te schrijven.

De resultaten zijn verzameld in dit boek

uitgegeven bij MIT Press.

Dus dankzij deze student die zich afvroeg

wat iedereen had aangenomen als waar,

leerde dit project me een belangrijke les over het leven,

namelijk dat je veronderstellingen
steeds in vraag moet stellen.

Het tweede project waar ik jullie over ga vertellen,

ontstond uit de Telegarden.

Terwijl die in bedrijf was,
waren we zeer geboeid

door hoe mensen op elkaar inspeelden

en wat ze deden met de tuin.

We vroegen ons af: wat als de robot

de tuin kon verlaten en naar een

andere interessante omgeving kon gaan?

Zoals, bijvoorbeeld, wat als hij naar een etentje kon gaan

in het Witte Huis? (Gelach)

Omdat we meer geïnteresseerd waren
in het systeemontwerp

en de interface dan in de hardware,

besloten we om, in plaats van

een robot in plaats van een mens
naar het feest te laten gaan,

we een mens de robot zouden laten vervangen.

We noemden het de Tele-Actor.

We namen een mens,

iemand die zeer sociaal en gezellig was

en we gaven haar een helm

met allerlei apparatuur, camera's en microfoons

en een rugzak met een draadloze internetverbinding.

Het idee was dat zij naar een afgelegen en

interessante omgeving kon gaan,
en dat mensen via het Internet

konden beleven wat zij beleefde,

dus ze konden zien wat zij zag

maar, belangrijker, zij konden meedoen

door op elkaar in te spelen

en ideeën te bedenken over wat ze nu zou moeten doen

en waar ze nu heen moest gaan

en die dan door te sturen naar de Tele-Actor.

Dus we kregen de kans om de Tele-Actor mee te nemen

naar de Webby Awards in San Francisco.

Dat jaar was Sam Donaldson de presentator.

Net voordat het doek opging,
had ik zo'n 30 seconden

om meneer Donaldson uit te leggen wat we zouden doen:

"De Tele-Actor

gaat met jou op het podium.

Dit is een nieuw experimenteel project.

Mensen bekijken haar op hun schermen.

Er zijn camera's bij betrokken en er zijn

microfoons en ze heeft een oortje in.

Mensen op het netwerk geven haar advies

over wat te doen."

Hij zei: "Wacht eens even,

bij mij is het net zo!" (Gelach)

Dus hij vond het concept geweldig.

Toen de Tele-Actor het podium opkwam,

stapte ze op hem af en gaf ze hem een dikke kus

op de lippen. (Gelach)

We waren heel verbaasd.

We wisten niet dat dit zou gebeuren.

Hij was geweldig.
Hij gaf haar gewoon een dikke knuffel terug,

en het ging fantastisch.

Maar die avond, toen we aan het inpakken waren,

vroeg ik de Tele-Actor hoe de Tele-Directors

hadden beslist dat zij Sam Donaldson zou kussen.

Ze zei dat ze dat niet hadden gedaan.

Ze zei dat, net voordat ze het podium opging,

de Tele-Directors het nog niet eens waren
over wat te doen,

dus wandelde ze gewoon het podium op en deed ze

wat het meest natuurlijk voelde. (Gelach)

Het succes van de Tele-Actor die avond

kwam doordat ze een geweldige actrice was.

Ze wist wanneer ze haar instincten moest vertrouwen.

Dat project leerde me een andere les over het leven,

namelijk: bij twijfel, improviseer. (Gelach)

Het derde project groeide uit

mijn ervaring toen mijn vader in het ziekenhuis lag.

Hij onderging een behandeling,

chemotherapie, en er was een verwante behandeling

genaamd brachytherapie,
waarbij kleine, radioactieve zaadjes

in het lichaam worden geplaatst
om kankertumoren te genezen.

Chirurgen doen dit, zoals je hier ziet,

door naalden in te brengen in het lichaam

om de zaden af te leveren.

Al deze naalden worden parallel ingebracht,

dus het komt vaak voor dat sommige naalden

gevoelige organen penetreren, waardoor ze

deze organen beschadigen

wat tot verwondingen en bijwerkingen leidt.

Dus mijn studenten en ik vroegen ons af:
wat als we

het systeem konden veranderen

zodat deze naalden
uit verschillende hoeken worden ingebracht?

Dus we simuleerden dit en ontwikkelden bepaalde

optimalisatie-algoritmes.

We konden aantonen dat we de delicate organen

konden vermijden, en toch het bereik

van de tumors met de bestraling konden halen.

We werkten met dokters aan het UCSF

en ingenieurs bij Johns Hopkins

en we maakten een robot met enkele --

het is een gespecialiseerd ontwerp
met verschillende gewrichten, waardoor

de naalden vanuit oneindig veel verschillende hoeken kunnen worden ingebracht.

Zoals je hier kan zien,
kunnen ze delicate organen vermijden

en toch de doelen bereiken waar ze op mikken.

Dus door de veronderstelling in vraag te stellen
dat alle naalden

parallel moeten zijn, leerde dit project me

een belangrijke les. Bij twijfel --

Als je weg versperd is, zoek dan een omweg.

Het laatste project heeft ook iets te maken met medische robots.

Dit is iets dat groeide uit een systeem genaamd

de 'Da Vinci'-chirurgische robot.

Dit toestel is verkrijgbaar in de handel.

Het wordt gebruikt in meer dan 2000 ziekenhuizen
over de hele wereld.

Het laat de chirurg toe

om comfortabel te werken op zijn eigen manier.

Maar veel van de taken bij een operatie

zijn zeer routineus en saai, zoals hechtingen.

Momenteel worden deze allemaal uitgevoerd

onder de specifieke en onmiddellijke controle
van de chirurg,

dus de chirurg wordt na verloop van tijd moe.

We vroegen ons af:

wat als we de robot konden programmeren

om enkele van deze subtaken te doen,

zodat de chirurg zich kan concentreren

op de meer ingewikkelde delen van de operatie,

en we de duur van de operatie zouden beperken

door de robot wat sneller te doen werken?

Het is moeilijk om een robot te programmeren
om delicate taken

als deze uit te voeren, maar mijn collega, Pieter Abbeel,

die hier bij Berkeley werkt, heeft nieuwe

technieken ontwikkeld
om robots te laten leren naar een voorbeeld.

Dus hij heeft robots helikopters leren besturen,

ongelofelijk boeiende, mooie acrobatie laten doen,

door acrobaten te bekijken.

Dus we hebben een van deze robots.

We werkten met Pieter en zijn studenten,

en we vroegen een chirurg om een taak

uit te voeren met de robot.

We vragen

de chirurg, om de taak uit te voeren

en we registreren de bewegingen van de robot.

Een voorbeeld. Ik gebruik een achtvorm,

het tekenen van een acht, als voorbeeld.

Dus zo ziet het eruit als de robot --

zo ziet het pad van de robot eruit,

die drie voorbeelden.

Die zijn beter dan hoe een nieuweling als ik

het zou doen, maar ze zijn nog steeds
krampachtig en niet precies.

Dus we registreren al die voorbeelden, de data,

en dan gaan we door een opeenvolging van stappen.

Eerst gebruiken we een techniek
genaamd 'dynamic time warping'

uit de spraakherkenning.
Dit laat ons toe

om alle voorbeelden te alignement,

en dan passen we 'Kalmanfiltering' toe

een techniek uit de controletheorie, die ons toelaat

om al het ruis statistisch te analyseren

en het onderliggende gewenste traject af te leiden.

Dus we nemen die menselijke demonstraties,
met hun ruis en imperfecties,

Dus we nemen die menselijke demonstraties,
met hun ruis en imperfecties,

en we leiden daaruit een ideaal traject af voor die taak

en een controlesequentie voor de robot.

We passen die toe op de robot,

we observeren wat er gebeurt

en passen de instellingen aan
op basis van enkele technieken

genaamd iteratief leren.

Daarna verhogen we de snelheid een beetje,

we observeren de resultaten,
passen opnieuw aan

en bekijken wat er gebeurt.

En dat doen we enkele keren.

Dit is het resultaat.

Dit is het ideale traject

en dit is de robot die beweegt
met de snelheid van de mens.

Dit is vier keer de snelheid van de mens.

Dit is zeven keer.

En hier werkt de robot tien keer

zo snel als de mens.

Dus we konden de robot
een delicate taak laten doen,

zoals een chirurgische subtaak,

tien keer zo snel als een mens.

Door het oefenen en leren dat erbij hoorde,

iets opnieuw en opnieuw doen,

zat in dit project ook een les, namelijk:

als je iets goed wil doen

is er niets beters dan oefening, oefening, oefening.

Dus dit zijn de vier lessen die ik doorheen de jaren

van robots heb geleerd.

Het domein van de robotica is veel beter geworden

mettertijd.

Vandaag kunnen leerlingen op school robots bouwen

zoals de industriële robot
die mijn vader en ik probeerden te bouwen.

Nu heb ik een dochter,

Odessa.

Ze is acht,

en ze houdt ook van robots.

Misschien zit het in de familie. (Gelach)

Ik wou dat ze mijn vader kon ontmoeten.

Nu kan ik haar leren hoe dingen werken,

we kunnen samen projecten bouwen,
en ik vraag me af

welke les zij van hen zal leren.

Robots zijn de meest menselijke

van onze machines.

Ze kunnen niet alle problemen
in de wereld oplossen,

maar volgens mij hebben ze ons
iets heel belangrijks te leren.

Ik nodig jullie uit om na te denken
over de innovaties

waar jij in geïnteresseerd bent,

de machines waar jij naar verlangt,

en over wat ze jou kunnen vertellen,

want ik heb zo het gevoel

dat veel van onze technologische innovaties,

de apparaten waar we van dromen,

ons kunnen inspireren om betere mensen te zijn.

Bedankt. (Applaus)