Na ČVUT vychovávají robota s kůží podobnou té lidské. Učí se vnímat dotyk, pohybovat se i hrát hry jako dítě

Vědec Martin Hoffmann a robot iCub

Foto: Petr Neugebauer

Na výšku měří něco přes metr a má rozměry zhruba čtyřletého dítěte. Celý jeho vzhled dítě skutečně trochu připomíná. Jenže jej pohání 53 elektromotorů, svět vnímá dvěma kamerami a dvěma mikrofony. Nejnovější robot na Fakultě elektrotechnické ČVUT s názvem iCub se ovšem vymyká něčím úplně jiným. Pokud se ho někdo dotkne, ucítí to. Zdejší výzkumný tým na něj aplikuje algoritmy inspirované lidským mozkem. To proto, aby se učil opravdu jako člověk. A aby se jednou roboti mezi lidmi mohli skutečně běžně pohybovat.

Robot iCub má číslo 47 a přesně tolik jich na celém světě je. Každý ovšem má svoji osobnost – totiž je naprogramovaný na něco jiného. Pro každého z nich výzkumníci v různých organizacích vytvářejí jiné algoritmy a případně umělou inteligenci. Protože to ale dělají v prostředí otevřeného zdrojového kódu, můžou všichni použít to, na co už před nimi někdo jiný přišel.

Ovšem něco jako kůži má právě jen iCub 47. Má na sobě čtyři tisíce senzorů od špiček prstů až po chodidla, i když mezi nimi jsou mezery u kloubů a dalších částí těla, jež jsou pro dotek relativně méně důležité. Takový výzkum hmatu a fungování kůže po celém světě dělají jednotky lidí, v Praze jich na něm pracuje zhruba desítka.

S tímto humanoidním robotem na ČVUT fungují od června. Od té doby se stroj učí. To slovo tu není nadnesené: musí se vžívat do prostředí obdobným způsobem, jako se to učí dítě, což mu podle představ zdejších výzkumníků dá potenciál rozvíjet podobný typ poznání a orientace v prostoru.

Robot postupuje trochu jako dítě během prvního roku života. Tím, jak vnímá dotyky, vytváří mapu povrchu svého těla. Tuto zkušenost vpisuje podobně jako dítě do svého mozku, ačkoliv tady je mozkem neuronová síť. Nepomáhají mu žádné radary, lidary ani jiné vymoženosti, které v ČVUT využívají další, celkem slavní roboti jako třeba robopes Spot. Malý iCub má k dispozici přesně to, co člověk.

„Náš výzkum se opírá o vědecký názor, že pro lidskou inteligenci je naprosto určující, že máme tělo,“ říká Matěj Hoffmann, vedoucí zdejší skupiny humanoidní robotiky. Vysvětluje, že to je důvod, proč pouze výpočetní modely pro humanoidní roboty tak, jak si je představujeme ze sci-fi filmů, vůbec nestačí.

Umět rozeznávat dotyky, jejích sílu, směr a zdroj je přitom zásadní třeba pro to, aby stroj mohl bezpečně projít davem lidí. Když před robotem Hoffmann mává míčkem, iCub se po něm se zájmem ohlédne a vztahuje k němu ruku. Jeho pohyby i výraz člověka přesvědčují, že tu ruku zvedá zvědavě.

Chceme nám podobné

Zdejší vědecká skupina chce přispět k tomu, aby se humanoidní roboti ve své adaptabilitě lidem přiblížili a byli schopni se sami ‚kalibrovat‘ podle podmínek okolí. Ale především se v lidském prostředí doslova zabydleli.

„Humanoidní roboti jsou dobří v tom, že nám jsou podobní. Nemusíme měnit prostředí v domácnosti. Při této výšce vidí na stůl, dosáhne na něj, může utřít prach,“ vysvětluje Hoffmann představy, které jsou zatím roky vzdálené, ale na kterých už se pracuje.

icub-1

Robot iCub má senzory i na špičkách prstů

„Druhým aspektem je, že jsme zvyklí na komunikaci s něčím, co má obličej, dvě ruce, může dělat gesta. Komunikuje se nám s tím jednodušeji než třeba s nějakým reproduktorem. Jednoduché výrazy tu stačí na to, abychom pochopili, co nám chce říct,“ dodává.

Na výzkumu pražský tým úzce spolupracuje s psychology a neurovědci po celém světě. Podle toho, jak sledují způsob, jakým několikaměsíční děti poznávají svět, se v Česku snaží takové poznání imitovat na robotech. Konkrétně Hoffmann se tématu věnuje deset let. Před nedávnem založil skupinu na ČVUT, která teď pro výzkum potřebné roboty získává. S tím mu pomáhají i vítězství v různých projektech: iCub stál 250 tisíc eur, tedy asi 6,3 milionu korun.

Zahrajme si karty

Robot iCub se teď na ČVUT učí hrát společenskou hru Dobble. Naučit ho vidět před sebou dva stejné obrázky na kartách není tak těžké jako to, aby skutečně uměl hru hrát. Tedy aby odhadl vzdálenosti, natáhl ruku, neohrozil další lidi, hladce s nimi kooperoval nebo se předem vyhnul možným střetům.

Hledat stejné symboly bude oproti lidem zřejmě umět velmi rychle. „My ale budeme zručnější a rychlejší v té manuální části, takže se to možná vyrovná,“ usmívá se Hoffmann. Nicméně aby si s robotem zdejší tým skutečně Dobble zahrál, na tom bude pracovat ještě měsíce.

Další roky pak bude trvat naplnění cíle, aby se iCub začal chovat ve světě alespoň se základní jistotou. „Myslím, že za 20 let nebudeme na úrovni tříletého dítěte. Dost špatně se to odhaduje, každopádně vývoj tímto směrem nám bude trvat dlouhé roky,“ uvádí Hoffmann.

Umělá inteligence

Osoba, které se technologie a startupy vetřely do soukromého i pracovního života. Od té doby jimi žije.