Az automatizálttól az autonómig, az igazi robotok fel fognak állni?

A sci-fi olyan robotokat kínál, amelyek óvatosak és törekvőek - de nem feltétlenül praktikusak. Hogyan viszonyulnak a valós robotok az olyan ikonikus alakokhoz, mint a C-3PO vagy a Mr. Data? Kiderült, hogy körülvesznek minket.

Ha elmondom, hogy ma láttam egy robotot, mi jut eszembe? Mi az a robot?

Ez nem trükkös kérdés.

Robotok a sci-fiben

Mert annyi robotot láttunk. Láttuk Robbie-t, a Robotot az 1956-os Forbidden Planet című filmből, Rosie-t, a házvezetőnőt a Jetsons-ból, az animált Gigantort, a C-3PO-t és az R2-D2-t az 1970-es évek végi Star Warsból, az Optimus Prime-ot, a Star Trek adatait, Arnold Schwarzenegger T- című filmjét. 800 Terminator, vagy későbbi robotok, mint a Wall-E, a Dolores (és az összes szintetizátor) a Westworldtől, és az összes többi robot a különböző Star Wars spin-offokban.

Mindezek együtt alakították ki a robotokról alkotott képünket az évek során, legalábbis a filmekben és a tévében.

Ismerjük a robotok történetét is. A Star Trek adatai csak emberibbek akarnak lenni. Isaac az Orville-ből egy Kaylon, egy olyan robotfaj, amely elpusztítja a szerves lényeket. (Isaac útja azonban a megváltás volt, mert ő egy könyörületes Kaylon, és segít megfordítani az árat az organikus anyagok felé.) A Star Wars robotok, különösen azok, amelyeket árusításra terveztek, barátok és társaik lettek biobarátaiknak.

Aztán ott van a sok gonosz robot, amely a pusztításra hajlik, mint például Ultron; Hal 9000; a Dalekek és a Kibermenők a Doctor Who-tól; terminátor robotok különféle inkarnációi; Nomad, Lore, Peanut Hamper és Control a Star Trekből; és a Star Wars droidjainak gyűjteménye.

Ezek a robotok mind lehetőséget biztosítottak az íróknak, hogy visszatükrözzék az emberiség vonásait és problémáit a mechanikus lényeken, és eljátsszanak azzal, mi történik, ha mesterséges életet hozunk létre a legtöbb embert szabályozó erkölcsi korlátokkal vagy anélkül.

Robotok a való világban

De a robotok léteznek a való világban. És nem úgy viselkednek, mint C-3PO vagy Mr. Data. Ehelyett az óriási automatizált gyáraktól az autóhegesztő robotokig, a 3D nyomtatóktól a gyerekeknek szánt játékokig terjednek. Mitől lesznek ezek a robotok...robotok? És miben különböznek a sci-fi robotjaitól?

Kezdetben a sci-fi robotjai gyakran teljesen önállóak. Mr. Data a Star Trek: The Next Generation-ból és a The Doctor a Star Trek Voyagerből (holografikus mesterséges intelligencia) még törvényes személyeknek is nyilvánították a kitalált Föderáció szemében. Senki sem állítja, hogy barátom Teslája jogilag egy személy.

Valójában az autóipar egy sor aspirációs kritériumot dolgozott ki, amelyek meghatározzák a robotjárművek „autonómságát”, és ezeket a kritériumokat más robotokra is alkalmazhatjuk. A SAE J3016 kritériumoknak hat szintje van: a 0., 1. és 2. szint az automatizálási korlátokat írja le, míg a 3., 4. és 5. szint a teljesebb autonóm működést írja le:

Mint látható, a kék kritériumok azt írják elő, hogy az emberi vezetőnek továbbra is irányítania kell, még akkor is, ha az autó segít neki, míg a zöld kritériumok azt írják elő (többnyire), hogy az autó képes meghozni minden szükséges döntést.

A legtöbb valós robot ma a spektrum kék oldalára esik. Ezért használom az automatizált vs. autonóm kifejezéseket a robotok képességeinek megkülönböztetésére. Bár a szavak hasonlónak hangzanak, a következőképpen térnek el egymástól:

Az automatizált rendszerek előre meghatározott szabályok szerint hajtanak végre bizonyos feladatokat.
Az Autonóm rendszerek függetlenül működhetnek, hozhatnak döntéseket és alkalmazkodhatnak az új helyzetekhez.

Ma azt állítom, hogy a legtöbb robot csupán automatizált eszköz, amely a való világban bizonyos szintű mozgást végez. Lépések sorozatát hajtják végre, adott esetben bizonyos kritériumok alapján módosítva. (Például egy 3D nyomtató leállítja a nyomtatást, ha kifogy belőle az izzószál, és csak akkor folytatódik, ha több anyag van betöltve.) Az autonóm eszközök közé tartozik a C-3PO, a Mr. Data, a T-800 vagy az Amazon álma az embermentességért kézbesítő robotok.

Jelenleg nagyon-nagyon jól működik az automatizálás. Autonóm, nem annyira. De eljutunk odáig.

Óriási dinamika tartomány

A mai robotok, annak ellenére, hogy nem olyan sokoldalúak, mint a Mr. Data, általában meglehetősen hasznosak és funkcionálisak.

Ide tartoznak az ipari robotok, az orvosi robotok, a katonai és védelmi robotok, a háztartási robotok, a szórakoztató robotok, az űrkutató és -karbantartó robotok, a mezőgazdasági robotok, a kiskereskedelmi robotok, a víz alatti robotok és a távjelenléti robotok, amelyek segítik az embereket, hogy távolról vegyenek részt egy tevékenységben.

Személyes érdeklődésem a gyártók és amatőrök számára elérhető és hozzáférhető robotokra összpontosult, olyan robotokra, amelyek képessé teszik az egyéneket olyan projektek építésére, tervezésére és prototípusaira, amelyeket korábban csak azok hajthattak végre, akik tele vannak gyártógépekkel.

A 3D nyomtatókról beszélek, amelyek olvadt műanyag rétegekből építenek fel tárgyakat; CNC-eszközök, amelyek gyakran vágnak, faragnak és távolítanak el fát vagy fémet tárgyak létrehozása céljából; lézervágók, amelyek ideálisak jelzések vágására, gravírozására, valamint nagyon részletgazdag alkatrészek és áramköri lapok készítésére; és még bakelitvágók is, könnyű, rugalmas anyagok bonyolult mintázatú, gondos vágásához.

Ezek a gépek CAD-szoftverrel vannak programozva, hogy meghatározzák - más néven tervezés - az épülő objektumot. Ezeket a terveket ezután mozgási utasítások sorozatává alakítják át, amelyek a gépet ismétlődő, összetett mozgások elvégzésében irányítják.

CNC-t használtam például egy sor azonos, egyedi rendezőállvány készítéséhez az alkatrészek tárolására.

Amíg én terveztem és összeszereltem a szervezőt, a robot erőtöbbszörözővé vált, precíz fogasléc-tartási jellemzőket faragva, ez a folyamat jóval meghaladta a famegmunkálási készségemet, amely többnyire a szögek kalapálására és csavarozására korlátozódik.

A robotok manapság óriási dinamikatartománnyal rendelkeznek, a gyermekek tanulási játékaitól egészen olyan elképesztően összetett és hatalmas dolgokig, mint az Amazon intelligens raktárai. Ezek a raktárak egyenként több ezer robotot tartalmaznak, de mivel mindegyik egymással összhangban működik, az egész raktár önmagában is óriási robotnak tekinthető.

Az autonómia kiterjedése

Térjünk vissza az automatizált robotok és az autonóm robotok vitájához. Az automatizált robotok egy sor feladatot képesek követni, amelyeket általában egy emberi kezelő felügyel (vagy legalábbis rendszeresen ellenőriz).

A 3D nyomtatóim jó példa erre. Amikor létrehozok egy tervet CAD-szoftverben, majd a tervet gcode-ba konvertálom, mozgási utasítások sorozatát hozom létre. Az utasítások meghatározzák a nyomtatófej X és Y pozícióját, valamint azt, hogy milyen magasnak kell lennie az extrudernek, hogy figyelembe vegye a folyamatosan hozzáadott rétegeket. Az utasítások meghatározzák az extruder hőmérsékletét is, meghatározva, hogy a műanyag milyen gyorsan és simán olvad rá az előző rétegre.

Általában elindítom a nyomtatást, majd kamerán keresztül figyelem. Abban a nem ritka esetben, amikor a nyomtatás meghiúsul, vagy a nyomtató úgy dönt, hogy a levegőbe lövelli az olvadt műanyagot, általában elég gyorsan elkapom, berohanok a Fab Labba, és megszakítom a nyomtatást. A nyomtató automatizált - követi az utasításokat -, de ebben a folyamatban nincs semmi önálló.

Az újabb nyomtatók beépítenek néhány mesterséges intelligenciát: A kamerák képeket továbbítanak egy processzornak, amely valamilyen gépi tanulás segítségével megvizsgálja az egyes képeket, és megállapítja, van-e hiba. Míg a gépek nem tudják kijavítani ezeket a hibákat, a gépi tanulás leállíthatja a folyamatot, megelőzve az anyagvesztést és az esetleges biztonsági veszélyt.

Ha ellátogat az Amazon gyáraiba, több robotot fog látni. Vannak kocsis robotok, amelyek a padlón mozognak, és szállítják a termékeket. Ezek többsége automatizált, nem önálló. Az Amazon vadul összetett szállítószalag-rendszerei azonban intelligens képalkotó rendszerekkel rendelkeznek, amelyek az elhaladó termékeket nézik, és döntéseket hoznak az elhaladó tárgyakról. Itt kezdjük látni annak jeleit, hogy több irányítás zajlik emberi felügyelet nélkül.

Van egy drónom, amely bizonyos autonóm viselkedéseket is mutat. Ha kézi vezérlőn keresztül irányítva kiküldöm a rádió hatótávolságából, akkor maga a drón veszi át az irányítást. Megrajzol egy pályát a kiindulási helyére, megfordítja az irányt, elkerüli az akadályokat, például a fákat és az elektromos vezetékeket, és minden interakció nélkül hazatér. Ugyanezt a viselkedést fogja végrehajtani, ha úgy érzi, hogy az akkumulátora túl alacsony ahhoz, hogy tovább repüljön.

E három példa mindegyikében (AI által támogatott 3D-nyomtató-felügyelet, raktári szállítószalag-felügyelet és hazautazás) autonóm viselkedést látunk, amely egy többnyire automatizált rendszer kiterjesztéseként épül fel. Azt hiszem, így fogjuk látni az autonóm funkciókat. Szituációnként állnak rendelkezésre mindaddig, amíg egyre több helyzetet nem vesznek figyelembe.

Végül bemássz az autóba, és további 45 percnyi shuteye-t kaphatsz, miközben a jármű elviszi az irodádhoz legközelebbi Starbucksba. De amint azt a korábban tárgyalt SAE vezetési automatizálási szintek diagramja mutatja, az 5. szint nagy lépés. Ezen a ponton bízunk abban, hogy a jármű minden útviszonyokat kezel, és intelligensen, óvatosan, gyorsan és biztonságosan reagál. A legtöbb szakértő úgy véli, hogy valamikor 2030 után fogunk látni ilyen képességű autókat.

Amikor a ChatGPT hibázik valamelyik híres hallucinációjával, az egyszerűen bosszantó - és esetleg kínos is, ha valaki ezt az anyagot valamilyen írásban felhasználja. De ha egy robot elhibázik, miközben a való világban működik, valami fizikailag elromolhat, akár végzetesen is. Mivel a tét nagy, sokkal nagyobb gondot kell fordítani nem csak a teljesen autonóm rendszerek fejlesztésére, hanem ezeknek a rendszereknek a színpadra állítására és kiadására is, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy biztonságosan szabadulhatnak fel közös környezetünkben.

Várom: A holnap robotjai

Tekintsük át három fő gondolatunkat: Először is, a sci-fi egy olyan képet adott nekünk egy robotról, amely egyszerre figyelmeztető és törekvő - de nem feltétlenül praktikus. Másodszor, nagyon sok dolog tekinthető robotnak a való világban. Harmadszor pedig, az autonómia tartománya változhat a különböző valós robotok között.

Első pillantásra úgy tűnik, hogy az AI és a robotika elválaszthatatlanul összefügg. De amint láttuk, a mesterséges intelligencia az érintett technológia szintjétől és a robot céljától függően a robot teljes funkcióját, egy részét vagy egyikét sem tudja tájékoztatni. Bár jó lenne, ha egy gyártórobot tudná, mikor hibásodik meg és mikor áll le, mi nagy értéket nyerünk az automatizált CNC-eszközökből és a 3D nyomtatókból, amelyek csak követik a gcode utasításait.

Ahogy a jövőbe tekintünk, egyre több autonóm rendszert fogunk látni. A Siemens lenyűgöző elképzelésekkel rendelkezik arról, hogyan fog kinézni egy gyár a következő évtizedekben, és számos autonóm rendszert mutat be, amelyek kölcsönhatásba lépnek a gyártási folyamattal.

A szórakoztató szereplők világán kívül a robotok olyan összetett mechanizmusok, amelyek a létrehozásukra fordított költségeket és erőfeszítéseket az általuk generált értékkel indokolják, legyen szó költségmegtakarításról, időmegtakarításról, az egyébként nehéz folyamatok felvállalásáról, vagy a működési képességről. az emberekre veszélyes környezet, vagy az emberi kezelők erőfeszítéseinek megsokszorozásának képessége.

A valós világgal való interakció és az automatizált lépések végrehajtásának képessége a robotika forradalmában való részvétel tétje. Ahogy haladunk előre, arra számíthatunk, hogy a gépi tanulás, az intelligens látás, a generatív mesterséges intelligencia, a hagyományos programozási készségek és a mechanikai tervezési képességek összeolvadnak, hogy új ajtókat nyisson meg, új lehetőségeket biztosítson, és segítsen a bármilyen méretű és képességű robotoknak többet tenni a segítségünkre.

Másrészt, ha -- valamikor a jövőben -- a robotok elkezdenek kiabálni, hogy "irtsd ki! ...hát akkor... Veszély, Will Robinson, Biddi Biddi Biddi, nem ezeket a droidokat keresed.

Hasta la vista, bébi!