Ken Goldberg : 4 lecții de la roboți despre cum să fii om

Știu că vă sună ciudat, dar cred că roboții ne pot inspira să fim mai buni. Am crescut în Bethlehem, Pennsylvania, gazda corporației "Bethlehem Steel". Tatăl meu a fost inginer, și când eram copil, el m-a învățat totul despre inginerie. Obișnuiam să construim proiecte împreună, modele de rachete sau de mașini de curse. Iată modelul de go-kart pe care l-am construit împreună. Acesta sunt eu la volan, împreună cu sora mea și cu prietenul meu cel mai bun atunci. Într-o zi tatăl meu a venit acasă, aveam în jur de 10 ani atunci, și în timpul cinei a anunțat că pentru următorul nostru proiect vom construi

un robot. Eram foarte încântat pentru că la școală, era un tip, Kevin, care nu mă lăsa în pace pentru că eram singurul evreu din clasă. Așadar abia așteptam să mă apuc de lucru ca să îi prezint lui Kevin robotul meu. (Râsete) (Sunete de robot)

Dar acela nu era genul de robot pe care tatăl meu îl plănuia. El deținea o companie de cromare și trebuiau să mute componente grele de oțel între bazinele cu chimicale, și îi trebuia un robot industrial ca acesta care să mute piesele grele.

Dar nici tatăl meu nu și-a primit robotul pe care îl voia. Am lucrat împreună la el timp de câțiva ani, dar era în anii '70, și tehnologia disponibilă amatorilor încă nu era avansată. Așa că tata a trebuit sa continue manual aceasta muncă, și peste câțiva ani, a fost diagnosticat cu cancer.

Vedeți, robotul pe care încercam să îl construim nu era numai legat de munca grea. Era un avertiment la expunerea sa la chimicale toxice. Nu a realizat asta atunci, și a făcut leucemie, și a murit la 45 de ani. Am fost devastat, și n-am uitat niciodată de robotul pe care am încercat să-l construim. În facultate, am decis să studiez inginerie, ca și el. M-am dus la Carnegie Mellon și am obținut un doctorat în robotică. De atunci studiez roboții.

Așadar aș vrea să vă vorbesc despre patru proiecte de roboți și cum m-au inspirat să fiu un om mai bun. Prin 1993, eram un tânăr profesor la USC, și tocmai puneam bazele laboratorului meu de robotică, în anul în care a aparut "World Wide Web". Îmi amintesc că studenții mei au fost cei care mi-au spus despre asta, și eram pur și simplu uluiți. Am început sa ne jucam cu asta, și în acea dupa-amiază, am realizat că putem folosi această nouă interfață universală pentru a permite oricui din lume să manevreze robotul în laboratorul nostru.

Așa că în loc să-l facem să se bată sau să presteze muncă industrială, am decis să contruim o grădină, să punem robotul în mijlocul ei. Am numit-o Telegrădina. După ce am pus o cameră foto în palma robotului și am scris programe speciale și software astfel că oricine din lume putea intra să dea click pe ecran să miște robotul de colo-colo și să viziteze grădina. Dar am permis și am creat și un software care te lăsa să participi și să ne ajuți să udăm grădina de la distanță și dacă udai de câteva ori, primeai propria ta sămânță să o cultivi.

Era un proiect de inginerie, am publicat câteva lucrări despre design-ul sistemului, dar ne-am gândit la el ca la o instalație artistică. Am fost invitat, după primul an, de către Ars Electronica Museum din Austria să-l instalez in lobby-ul lor, și sunt fericit să vă spun că a rămas online acolo, 24 de ore pe zi, aproape 9 ani. Acel robot a fost folosit de către mai mulți oameni decât orice alt robot din istorie.

Într-o zi, am primit un telefon din senin de la un student, care mi-a pus o întrebare simplă dar profundă. A spus, " Robotul e real?" Toți ceilalți presupuneau că era, și noi știam că era pentru că operam cu el. Dar știam ce voia să spună, pentru că ar fi fost posibil să luăm niște poze cu flori într-o grădină și să le indexăm practic într-un sistem computerizat în așa fel încât să pară că acolo era un robot real când de fapt nu era. Cu cât mă gândeam mai mult, nu găseam un răspuns bun pentru a-l ajuta să vadă diferența.

Asta se întâmpla când mi s-a oferit un loc aici la Berkeley. Când am ajuns aici, l-am căutat pe Hubert Dreyfus, profesor de filozofie renumit la nivel mondial, am discutat cu el despre asta și el a zis, "Asta e una dintre cele mai vechi probleme fundamentale. A existat de pe vremea Scepticilor și până la Descartes. Este problema epistemiologiei, știința care studiază cum ne dăm seama dacă ceva e adevărat."

Așa că am început să lucrăm împreună, și am creat un nou termen: telepistemiologia, studiul cunoașterii de la distanță. Am invitat artiști de top, ingineri, și filozofi să scrie eseuri despre asta, și rezultatele sunt adunate în această carte de la MIT Press. Mulțumită studentului care a pus sub semnul întrebării ceea ce restul a presupus că e real, acest proiect m-a învățat o lecție importantă despre viață, și anume întotdeauna să pui sub semnul întrebării presupuneri.

Al doilea proiect despre care o să vă povestesc s-a dezvoltat din Telegarden. În timp ce lucram, studenții mei și cu mine eram foarte interesați de câți oameni interacționau unii cu alții și ce făceau în grădină. Așa că ne-am gândit cum ar fi dacă robotul ar putea să părăsească grădina și să se duca în alt mediu interesant? De ex., cum ar fi să se ducă la un dineu la Casa Albă? (Râsete) Și pentru că eram mai mult interesați în design-ul sistemului și în interfața pentru user decât în hardware, am decis ca în loc să trimitem un robot în locul unui om la petrecere, să înlocuim robotul cu un om. L-am denumit Tele-Actorul.

Am luat un om, o persoaă sociabilă si gregară, echipată cu o cască cu diverse echipamente, camere și microfoane, și un rucsac cu conexiune wireless. Ideea era că ea putea să se ducă într-un mediu îndepărtat și interesant și, via internet, oamenii puteau trăi experiența pe care o trăia ea, puteau vedea ce vedea ea, dar mai important, puteau participa, interacționând unii cu alții și venind cu idei sugerând ce să facă în continuare unde ar putea să se ducă, transmițându-le către Tele-Actor. Am avut ocazia să luăm Tele-Actorul la Premiile Webby din San Fransisco. În acel an Sam Donaldson era gazda. Înainte să se ridice cortina, am avut 30 de secunde să-i explic d-lui Donaldson ce urma să facem, și am spus: "Tele-Actorul vă va însoți pe scenă, e un nou proiect experimental, iar oamenii o vor urmări pe ecranele lor, și-- sunt camere foto și microfoane și are o cască în ureche, și oamenii din rețea îi dau sfaturi în legătură cu ce să facă în continuare." Și el a spus: "Stai puțin, asta e ce fac eu." (Râsete)

I-a plăcut conceptul, și cand Tele-Actorul a ieșit pe scenă, s-a dus direct la el și l-a sărutat direct pe buze. (Râsete) Ne-a luat prin surprindere. N-aveam idee că asta s-ar putea întâmpla. El i-a răspuns cu o mare îmbrățișare, și totul a mers de minune. În acea seară, în timp ce ne făceam bagajele, am întrebat Tele-Actorul cum au decis Tele-Regizorii că ar trebui să-i dea un sărut lui Sam Donaldson? A spus că nu ei au decis asta, că în momentul în care urca pe scenă, Tele-Regizorii încă dezbăteau asupra a ceea ce urma să facă, așa ca ea s-a dus pe scenă și a facut ce i s-a părut cel mai firesc. (Râsete) Succesul Tele-Actorului din acea seară s-a datorat faptului că era o actriță minunată. A știut să își urmeze instinctele. Așadar proiectul m-a învățat încă o lecție importantă despre viață, anume că atunci când ești în impas, improvizează. (Râsete)

Al treilea proiect a apărut în urma experienței mele în timp ce tata era în spital. Era sub tratament, chimioterapie, un tratament conex numit brahiterapie, în care mici semințe radioactive sunt puse în corp ca să trateze tumorile canceroase. Procedura, după cum vedeți aici, constă în mici ace inserate de chirurgi în corp pentru a infiltra semințele, toate acele ace sunt inserate în paralel, așa că e foarte obișnuit ca unele ace să penetreze organe sensibile având drept rezultat, vătămarea acelor organe, vătămare ce cauzează traume și efecte secundare. Așa că studenții mei și cu mine ne-am întrebat, cum ar fi dacă am modifica sistemul în așa fel încât acele ar putea fi introduse în unghiuri diferite?

Așa că am simulat procedeul și am realizat niște algoritmi de optimizare, am simulat și asta, și am demonstrat că pot fi evitate organele sensibile, cuprinzând totuși tumorile în radiație.

Așa că acum lucrăm cu doctori de la UCSF și ingineri de la Johns Hopkins să construim un robot care are un număr de -- e un design specializat cu diferite articulații care permit acelor să penetreze într-o varietate infinită de unghiuri, și după cum vedeți, pot evita organe sensibile și încă să atingă obiectivele pe care le ținteau. Deci, prin punerea sub semnul întrebării că toate acele trebuie să fie paralele, acest proiect m-a învățat și o lecție importantă Când ești în impas -- Când calea îți este blocată, ocolește.

Iar ultimul proiect e și el în legătură cu robotica medicală. S-a dezvoltat dintr-un sistem numit robotul chirurgical da Vinci. E un dispozitiv disponibil pe piață, folosit în peste 2000 de spitale din lume. Ideea e că le permite chirugilor să opereze comfortabil în propria lor paradigmă, însă multe dintre sarcinile secundare în chirurgie sunt foarte plicticoase și sinuoase, cum ar fi sutura, și în prezent, toate acestea sunt performate sub controlul direct și specific al chirurgului, chirugul obosind la un mment dat. Și ne întrebam, cum ar fi dacă am programa robotul să îndeplinească unele din aceste sarcini secundare, implicit permițând chirurgilor să se concentreze pe laturile mai complicate ale operației, și cum ar fi dacă am reduce din durata normală a unei operații dacă am putea face ca robotul să le efectueze mai repede?

E dificil ca un robot să facă lucruri delicate ca acestea, dar se pare că Pieter Abbeel, colegul meu, care e aici la Berkeley, a realizat un set nou de tehnici pentru a-i face pe roboți să învețe diin exemplu. I-a făcut pe roboți să piloteze elicoptere, să facă lucruri incredibil de interesante, acrobații frumoase, prin faptul că au urmărit experți umani pilotându-le. Avem unul dintre acești roboți. am început să lucrăm cu Pieter și studenții lui, și am rugat un chirurg să efectueze o operațiune și ceea ce facem noi în privința robotului, este că îl întrebăm pe robot, pe chirurg să îndeplinească sarcina, și noi înregistrăm mișcările robotului.

Uite un exemplu. O să folosesc cifra opt, trasând forma cifrei opt ca exemplu. Așa arată atunci când robotul, așa arată traseul robotului, acele trei exemple. Sunt mult mai bune decât ce ar putea face un novice ca mine, dar încă sunt lacunare și imprecise.

Așa că înregistrăm toate aceste exemple, datele, și apoi urmăm o serie de pași. Inițial folosim o tehnică numită dynamic time warping prin recunoașterea vocală, asta permițându-ne să aliniem temporar toate exemplele, și apoi aplicăm filtrul Kalman, o tehnică din teoria controlului, care ne permite să analizăm statistic tot zgomotul și să extragem traiectoria dorită care le conectează. Luăm aceste demonstrații umane, toate sunt imperfecte, și extragem din ele o traiectorie dedusă de sarcini și secvență de control pentru robot. Executăm apoi asta pe robot, observăm ce se întâmplă, apoi ajustăm comenzile folosind o secvență de tehnici numite învățare iterativă. Apoi mărim puțin velocitatea. Observăm rezultatele, ajustăm comenzile iarăși, și observăm ce se întâmplă. Și trecem prin asta de câteva ori. Și iată rezultatul. Asta e traiectoria indusă de sarcini, și acesta e robotul mișcându-se cu viteză umană. Asta e de patru ori viteza umană. Asta e de 7 ori. Și aici robotul operează de 10 ori mai repede decât omul. Așadar suntem capabili să facem un robot sa îndeplinească o sarcină dificilă, cum ar fi o cerință chirurgicală secundară, de zece ori mai repede decât omul. Acest proiect, datorită laturii sale practice și a învățării, a face ceva iar și iar, are și o morală: dacă vrei să faci ceva bine, nu există înlocuitor pentru practică, practică, practică.

Astea sunt cele 4 lecții pe care le-am învățat de la roboți de-a lungul anilor, și robotica, aria roboților s-a îmbunătățit între timp. În prezent, elevi de liceu pot construi roboți ca robotul industrial pe care tatăl meu și cu mine am încercat să-l construim. Acum am o fiică, pe nume Odessa. Are 8 ani, și îi plac roboții. Poate e moștenire de familie. (Râsete) Aș vrea să fi putut să-l cunoască pe tata. Acum am posibilitatea s-o învăț cum merg lucrurile, și avem șansa să facem proiecte împreună, și mă întreb ce fel de lecții va învăța de la ei.

Roboții sunt cele mai umane mașinării ale noastre. Nu pot soluționa toate problemele lumii, dar au ceva important să ne învețe. Vă invit pe toți să ne gândim la inovațiile de care sunteți interesați, mașinăriile pe care vi le doriți, și gândiți-vă la ce anume vă pot transmite, pentru că am o presimțire că multe dintre inovațiile noastre tehnologice, dispozitivele la care visăm, ne pot inspira să fim oameni mai buni.

Vă mulțumesc. (Aplauze)