211service.com
Rodney Brooks
Professoren, der fik robotter til at glide gennem verden – og gøre rent hus – ved at udfordre konventionel visdom inden for kunstig intelligens. 21. august 2019
Rodney Brooks Christie Der Klok
Rodney Brooks var varm, kede sig og isoleret i sine svigerforældres hjem i Thailand, da han havde en inspiration, der ville omdirigere robotteknologien og føre til Roomba-støvsugere i millioner af hjem.
Det var december 1984. Brooks fyldte 30 år, og som nyt medlem af MIT-fakultetet forsøgte han at få robotter til at bevæge sig rundt i verden. Hvis de kunne, ville de måske imødekomme ønsker fra science fiction: vove sig ind på farlige steder, udforske rummet, rense vores huse.
Men mens stationære robotarme havde udført gentagne opgaver på fabrikker siden 1960'erne, eksisterede mobile robotter knap nok. Et tidligt eksempel var Shakey, en klodset computer på hjul udviklet af forskere ved SRI International i slutningen af 1960'erne og begyndelsen af 70'erne. For at navigere i rum fyldt med store blokke havde Shakey brug for så meget regnekraft, at den havde en trådløs forbindelse til en mainframe.
Forskere af kunstig intelligens forsøgte at strømline Shakeys generelle opsætning med algoritmer, der elegant kunne krystallisere en maskines masterplanlægningsevner. Fremskridtet var langsomt – bogstaveligt talt. I slutningen af 1970'erne udviklede Stanfords Hans Moravec en vogn, der ville rulle et stykke tid, før han stoppede, tog billeder og plottede sine næste træk. Den kunne undgå forhindringer i et rum, men den kørte en meter hvert 15. minut.
Brooks forfulgte nogenlunde lignende tilgange i 1984. I et projekt var han ved at finde ud af, hvordan robotter matematisk kunne redegøre for unøjagtighed i deres bevægelser, når de opdaterede kort over deres omgivelser. Inden han tog til Thailand i en måned med sin daværende kone og deres lille søn, producerede han det kedeligste papir i verden, husker han. Fuld af matematiske ligninger.
Brooks, der voksede op i Australien, talte ikke thai. Hans kones familie talte ikke engelsk. Og da min kone var sammen med sin familie, talte hun heller ikke engelsk, siger han. Så jeg skulle bare sidde der. Jeg havde meget tid til at tænke. Jeg dagdrømmer i den tropiske varme og ser disse insekter summe rundt. Og de har små, bittesmå hjerner, nogle så små 100.000 neuroner, og jeg tænker, 'De kan ikke lave den matematik, jeg beder mine robotter om at gøre, for en endnu enklere ting. de er på jagt. de spiser. De fouragerer. De parrer sig. De er ved at komme af vejen, når jeg prøver at smække dem. Hvordan laver de alt det her? De skal organiseres anderledes.'
Det var der, tingene startede. Det var a-ha!
Jeff Green/Rethink Robotics/WIkimedia commons
Bugs vurderer ikke enhver situation, overvejer forskellige muligheder og planlægger derefter hver bevægelse. I stedet er deres hjerner drevet af feedback-loops, der er finpudset over hundreder af millioner af år. Smågoder af sensorisk information provokerer dem til at reagere på bestemte måder; kombinationer af disse reaktioner giver hurtig, sikker adfærd. Så da Brooks kom tilbage til Cambridge, holdt han op med at forsøge at programmere robotter med kompliceret matematik og begyndte at skrive software med enkle regler.
Den første maskine, han byggede på denne måde, som han navngav Allen til ære for AI-forskeren Allen Newell, lignede en omvendt skraldespand på hjul. Den havde ekkolod til at fornemme objekter, og Brooks gav den en grundlæggende instruktion: Undlad at ramme ting. Allen sad der, indtil nogen gik hen til den; så flyttede den væk. Dernæst tilføjede Brooks en anden feedback-loop. Han bad maskinen om at vandre. Nu med blot nogle sensorer og to hovedmål, kunne den væve sig gennem et fyldt rum og følge med et langsomt gående menneske.
Brooks tilføjede kun et lag mere feedback for at gøre Allens adfærd væsentligt mere kompleks. Han bad Allen om at opdage fjerne steder og gå hen imod dem. Denne tredje regel kunne undertrykke instinktet til blot at vandre, medmindre den første regel – Undgå forhindringer! – trådte i kraft. I så fald bør robotten vende tilbage til bare at komme af vejen, før den fortsætter til det fjerne sted.
Allen gjorde alt dette uden først beslutter sig at gøre det, fordi hvert sæt sensorer genererede tilstrækkelig feedback til at justere, hvad de to andre lag lavede. Det generede nogle af Brooks' ældste i AI, som havde brugt årtier på at arbejde på symbolske repræsentationer af tanke og handling, som computere kunne behandle. To fremtrædende forskere fortalte senere Brooks, at da han forklarede Allen på en konference, hviskede den ene til den anden: Hvorfor kaster denne unge mand sin karriere væk?
Christie Der Klok
Uafskrækket gentog Brooks Allens adfærd i legetøjsbiler ved navn Tom og Jerry. Han lavede Herbert, som kunne opdage og få fat i sodavandsdåser. Genghis, en bot på et kilo med seks ben, kunne suse over ujævnt terræn.
I et papir fra 1990, Elephants Don't Play Chess, hævdede Brooks, at hans robotter afslørede manglerne ved klassiske AI-tilgange, der fodrede komplicerede modeller af verden til legemlige elektroniske hjerner. Hvorfor ikke bare lade maskiner udforske verden? Verden er sin egen bedste model, skrev Brooks. Det er altid præcist opdateret. Den indeholder altid alle detaljer, der skal kendes. Tricket er at fornemme det passende og ofte nok.
Klassiske AI-forskere ville påpege ting, som hans simple robotter ikke kunne. Men, svarede Brooks, med mere kompleks feedback kunne maskiner som hans udføre mere sofistikerede opgaver. Ligeledes er det uretfærdigt at påstå, at en elefant ikke har nogen intelligens, der er værd at studere, bare fordi den ikke spiller skak, skrev han.
Brooks beviste pointen hos iRobot, et firma han grundlagde i 1990 med to af sine elever, Helen Greiner ’89, SM ’90 og Colin Angle ’89, SM ’91. iRobot udviklede mobile robotter til det amerikanske militær – bots, der finder og ødelægger landminer, søger gennem murbrokker eller bærer udstyr til soldater – og frigav Roomba-støvsugeren i 2002. Senere kom modeller, der kan rydde dine tagrender, vaske dit gulv eller skrubbe. din pool. Virksomheden har solgt 25 millioner robotter.
Brooks havde mindre succes med Rethink Robotics, en virksomhed, han var med til at stifte i 2008. Rethink skabte robotter ved navn Baxter og Sawyer, der kunne arbejde sammen med mennesker på fabrikker og pakkefaciliteter, men efterspørgslen var svag, og sidste år solgte virksomheden sine teknologier. Nu er Brooks ved at lave en startup kaldet Robust.AI, der skal udvikle software til en række robotter.
Selvom dataloger har gjort forbløffende fremskridt i det sidste årti med neurale netværk og andre kunstig intelligens-teknikker, insisterer Brooks stadig på, at maskiner ikke bliver virkelig intelligente agenter, medmindre de også fysisk engagerer sig i verden. Det sætter ham i modstrid med teknologer, der siger, at ultrakraftig AI er nært forestående, men han har aldrig haft noget imod at være en kontrar.
Videnskab fungerer ved, at de fleste smider karrieren væk, siger han. Du ved ikke, hvem det bliver. Du laver et intellektuelt væddemål, og du skal arbejde på det i lang tid, og måske kan det betale sig.