Social Robotics in the Context of Humanities and Informatics.pdf Традиционное понимание информатики как изучения информационных технологий требует постоянного обновления не только через соотнесение с новыми технологическими идеями и разработками, но и с актуальными социогуманитарными задачами в сфере образования, экономики, культуры и повседневной жизни.Сегодня особого внимания заслуживают актуальные тенденции развития робототехники и ее применение в различных областях, включая среднее и высшее образование. Известно, что роботы широко используются во многих отраслях промышленности, космонавтике и обороне. Эта ситуация развивалась с 1960-х гг. и мало касалась широкой социализации робототехники. В 1990-х гг. наметились новые тенденции. Синтез робототехники и искусственного интеллекта создавал возможности для новых приложений и сфер применения. Появилось направление разработки сервисных роботов (уборщики, гиды и т.п.), а затем социальная робототехника, делающая акцент на включении робототехнических систем в социальные взаимодействия. Важную роль здесь сыграли несколько энтузиастов-визионеров, в лабораториях которых созревали новые концепты и новые технологии. Одним из них был и остается Родни Брукс - профессор MIT, специалист в области искусственного интеллекта и робототехники. Его исследования и критический пересмотр доминирующей теории искусственного интеллекта в 1990-х гг. сыграли огромную роль в развитии этого направления [1, 2]. Брукс одним из первых реализовал концепцию бытовых сервисных роботов, создав компанию iRobot - производителя популярных сегодня во всем мире роботов-пылесосов. Однако главным проектом Брукса были и остаются гуманоидные социальные роботы, способные взаимодействовать с человеком, распознавая и используя речь, эмоции, ориентируясь в контексте.Пророком и энтузиастом робото-будущего уже долгое время остается Рей (Реймонд) Курцвайль. В отличие от Брукса он не является представителем академического истеблишмента. Курцвайль самостоятельный инженер-изобретатель, писатель и медийный персонаж. В его представлении робототехника должна стать одним из аспектов технологической сингулярности - исторического перелома, который должен произойти не позднее 2045 г. в результате экспоненциального развития технологических систем. Роботы интеллектуально и функционально превзойдут человека и позволят открыть новые горизонты для искусственного совершенствования людей [3-5].Прогнозы и пророчества, как известно, дело не благодарное. Однако уже в первом десятилетии XXI в. мы наблюдали, как роботы все активнее социализируются за пределами высокотехнологичных областей обороны и промышленности. Появилось новое междисциплинарное направление исследований и разработок - социальная робототехника (social robotics), в рамках которого инженеры и гуманитарии формулируют принципы и предлагают практические решения для создания социальных роботов [6]. Social Robotics: тенденции и разработкиСоциальная робототехника направлена на разработку роботов, которые должны помогать человеку в повседневных делах. Сегодня в рамках этого направления робототехники создаются роботы-помощники, роботы-стимуляторы эмоций, роботы-аватары и др. Рассмотрим некоторые примеры подробнее.Создание робота-помощника - задача, решаемая уже достаточно долгое время. Робот рассматривается как помощник человека, часто способный выполнять за него рутинную или неприятную работу, как, например, робот PR2, убирающий туалет за домашними животными [7].Подобные роботы в основном ориентированы на выполнение несложных домашних обязанностей: приготовление пищи, уборка, стирка и т.д. В ближайшее время мы можем прогнозировать их вхождение в нашу повседневную жизнь. В качестве примера подобных роботов можно привести Luna [8], о массовом производстве которых заявила компания RoboDynamics, также для него планируется открытие первого онлайн-магазин программного обеспечения. Перспективным является и домашний робот (разработка Токийского университета IRT), который один из немногих способен взаимодействовать с бытовой техникой. Робот-помощник представлен также огромным разнообразием моделей сервисных роботов. Как правило, такие роботы выполняют функции, связанные со сферой обслуживания. Наиболее разработаны в данном направлении роботы-сиделки, основной задачей которых является уход за пожилыми или недееспособными людьми. Компания i-Robot представила свою последнюю разработку - прототип дроида «AVA» [9]. Система колёсной базы обеспечивает высокую проходимость, маневренность и мобильность робота. «AVA» может передвигаться со скоростью до 2 м/с, при этом способен подниматься и спускаться по лестнице. Кроме уборки в доме «AVA» способен самостоятельно вызвать, при необходимости, скорую помощь, вести поиск предметов в помещении, работать в Сети и т.д. Также робот ведет сбор информации о медицинском состоянии своего владельца и передает эти данные лечащему врачу. Помимо выполнения необходимых функций по уходу, роботы становятся собеседниками для людей. Робот Jade, который был создан в качестве компаньона для пожилых людей и инвалидов, оснащен камерой, благодаря которой он фокусируется на лице своего собеседника, если Jade видит, что на него кто-нибудь смотрит, он начинает общаться с этим человеком.В качестве роботов сиделок-собеседников используются робот-панда Toco-chan (разработчик Waseda University), NAO и разрабатываемый в настоящее время дроид Romeo (компания Aldebaran Robotics), робот офисный помощник EMIEW 2 (компания Hitachi), который в перспективе будет применяться для помощи в больницах и домах, и др.Сервисные роботы претендуют на то, чтобы полностью заменить человека в некоторых профессиях. Так представлены модели роботов уборщиков, парикмахеров. Робот-бармен ARMAR (разработчик Karlsruhe Institute of Technologys) [10] в зависимости от заказа приносит напитки и еду, умеет самостоятельно определять количество напитка в пакете, учитывая его вес, после чего наливать его в стакан. Если стакан не полон, то робот дольет необходимое количество жидкости из другого пакета. Умеет работать с большинством продуктов, лежащих в холодильнике. Например, доставать хрупкие яйца и перекладывать на стол, не повреждая скорлупу. Сервисные роботы активно начинают использоваться в гостиничном бизнесе. Так, в отеле Yotel в Нью-Йорке робот-носильщик Yobot [11] отвечает за хранение багажа постояльцев перед check in и после check out. Взяв багаж, робот помещает его в определенную секцию хранилища, где вещи будут находиться до того момента, пока владелец их не востребует. Робот QB (разработчик Anybots) [12] может не просто работать в офисе, но и заменять заболевшего или отправленного в командировку сотрудника. Разработчики QB уверены - теперь, благодаря новой функции «AnyLobby», их машина может стать прекрасным секретарем в приемной любой компании. Он будет встречать посетителей, принимать факсы и электронную почту, а также распечатывать необходимые документы.В марте 2012 г. начался эксперимент по использованию роботов-надзирателей в корейских тюрьмах. Проект ведёт исследовательская группа Asian Forum for Corrections [13]. Роботы-надзиратели имеют традиционный для дроидов облик: корпус, голова и четырёхколёсная база. В их обязанностях - осуществлять посредничество при переговорах между заключёнными и охранниками, а также наблюдение за поведенческими аномалиями осуждённых, такими как проявления жестокости и насилия или попытки суицида. Отличие этих роботов от простых камер видеонаблюдения состоит в том, что роботы-охранники способны выявлять подозрительное поведение заключенных.Сегодня на выставках уже представлены роботы-модели, предназначенные для демонстрации одежды, роботы-стриптизёры (Tobit's Pole), роботы ди-джеи, роботы-фермеры, роботы-няни и т.д.Сервисные роботы заменяют и животных, традиционно используемых в сфере обслуживания. Робот-поводырь (разработчики: корпорация NSK и Университет электрокоммуникаций в Токио) [14] обладает трехмерным датчиком, который позволяет ему уверенно ориентироваться в пространстве, способен распознавать препятствия и уверенно двигаться по лестнице как вверх, так и вниз. Двигается аппарат с той же скоростью, что и ведомый им человек. Управляется голосом, реагируя на команды. Благодаря приемнику, снабженному системой GPS, поводырь определяет местонахождение и может самостоятельно проложить безопасный маршрут до любого объекта. Роботы входят в такие серьезные сферы деятельности, как медицина и исследование космоса. Механический ассистент хирурга Cisobot (разработчики: Andalusian Institute of Advanced Automation and Robotics) [15] умеет вовремя подать врачу нужный инструмент и показать состояние полости оперируемого. Устройство способно мгновенно реагировать на голосовые команды и даже движения рук и лица человека. Использование робота поможет решить проблему нехватки или квалификации младшего медицинского персонала, а также значительно ускорить сам процесс операции. Компактность и простота аппарата позволяют применить его не только в стационарных клиниках, но и, например, в полевых госпиталях.Впервые в истории космонавтики робот Robonaut 2 (американское космическое агентство NASA и компания General Motors) трудится на международной космической станции. На МКС он выполняет различные рутинные операции. По сообщениям NASA [16], R2 успешно использовал специальный датчик и замерил образцы воздуха в лаборатории МКС. Предположительно его применят в «Проекте М» - первой высадке робота-гуманоида на лунную поверхность, которая должна состояться в середине 2013 г.Таким образом, роботы взаимодействуют с людьми, используя свои преимущества в планировании и выполнении задач, отчасти конкурируя с человеком.Робот - стимулятор эмоций. Еще один вид взаимодействия - человек-робот, где робот выступает как объект заботы. По мнению японских разработчиков, сегодня это востребовано в обществе. Рост технологий, информационная перегруженность, быстрый темп жизни вызывают депрессию и чувство одиночества. В такой ситуации роботы могут исполнять роль некого стимулятора положительных эмоций у человека, посредством речевой и тактильной коммуникации.Большинство роботов данного типа имеют внешний вид симпатичного животного, например робот-панда Toco-chan (Waseda University), который умеет общаться с людьми. Медвежонок умеет реагировать на слова. Для этого робот использует технологии распознания речи и движений, определения местоположения лица. Toco-chan может не только ответить, повернув при этом голову и лапы в нужную сторону, но и определить настроение человека [17].Робот-медвежонок Fujitsu Emotion Bea [18] выполнен как плюшевый медведь, оснащенный датчиками прикосновений. Робот может распознавать лица людей и узнавать их, может взаимодействовать с детьми и пожилыми людьми. Fujitsu Emotion Bea можно сравнить с другими роботами-игрушками, например динозавром Pleo или роботом-собакой Aibo от Sony.Профессор Кано Масаеши из научно-технологического института Аичи, чтобы помочь пожилым японцам справиться с депрессией, сконструировал робота-младенца «Babyloid» [19]. Он выглядит как небольшой сверток с ручками и ножками. Лицо механического младенца, лишь отдалённо напоминающее человеческое, способно выражать спектр эмоций, характерных для различных ситуаций. Поведение робомладенеца зависит от того режима, который выбирает человек. Кроме уже запрограммированных поведенческих моделей, всегда есть возможность наделить дроида индивидуальными особенностями.Еще одним активно развивающимся направлением социальной робототехники является создание роботов, являющихся заменителями физического тела человека. Речь идет и о роботах, внутри которых находится человек, в таком взаимодействии робот дополняет его физические возможности. Второй тип взаимодействия с роботами данного типа - это использование дистанционного робота в качестве своего представителя. Роботы телеприсутствия существуют на рынке уже давно и исполняются в различных модификациях: от недорогих девайсов на платформе Android до полноценных антропоморфных конструкций.Одной из последних разработок является японский Telesar V [20], управляемый с помощью шлема виртуальной реальности, спецжилета и перчаток. Установленные на оборудование сенсоры улавливают движения человека и заставляют работа выполнять аналогичные действия. Андроиды нужны для ликвидации аварий - существующие машины на гусеничном ходу крайне плохо показали себя на АЭС «Фукусима-1». Именно поэтому создатели добавили к нему тактильные и температурные ощущения в дополнение к звуку и видео, плюс датчики радиации и газоанализаторы.Уже известен прецедент применения таких роботов в российской действительности. В Лианозове в Центре образования №166 на уроках сидит робот RBOT (разработчик-группа компаний R. Bot). Им управляет из своей квартиры девятиклассник Женя, который не посещает школу из-за врождённого порока сердца. Робот позволяет ученику виртуально присутствовать в школе с помощью беспроводной передачи данных. Ребёнок управляет «глазами», «ушами» и «языком» андроида через Интернет [21]. Также многие сервисные роботы, рассматриваемые выше, могут использоваться в качестве роботов-аватаров. Прогнозируя будущее роботов-аватаров, нельзя не обратиться к разработке лаборатории Пандоры робота Димы. Антропоморфный робот внешне почти не отличим от человека, управлятся глазами хозяина. На данном этапе как автономный робот он способен к распознаванию объектов и функционировать как сервисный робот. Задумка же создателей глубже - создание киборга, вместилища для мозга или сознания человека [22]. Справедливости ради следует отметить, что идеи, близкие по сути социальной робототехнике, предлагались и реализовывались в сфере искусства и развлечений. Советские и голливудские киностудии немало потрудились над созданием аниматроников - кукол-роботов, которые исполняют роли животных, чудовищ, инопланетян и людей, находящихся в ситуациях, где исполнение роли человеком невозможно. Благодаря развитию технологического искусства, в 1950-1960-х гг. художникам и инженерам удалось воплотить ряд удачных (с художественной и технической точки зрения) проектов в жанре роботизированной скульптуры (например, «Диалог мобилей» британца Гордона Паска и «CYSP-1» француза Николаса Шоффера).Сегодня мы видим разнообразные модели роботов-художников. Назовем такие, как Senseless Drawing Bot (создали японцы Kanno и Yamaguchi), рисующий граффити; Drawing Machine (автор Eske Rex) роборука Paul (автор Патрик Трессет), рисующая портреты на основе изображения, полученного на камеру, и многие другие. Одного из самых концептуальных роботов-художников создал Бенджамин Гроссер (Benjamin Grosser). Его робот визуализирует услышанные звуки. Холст в этой композиции располагается между двумя подносами с красками. Механическая рука с кистью расположена над холстом. Отдельно выведен микрофон для управляющего процессом человека. Как только звуки достигают мембраны микрофона, робот начинает рисовать - выбирает цвета и располагает краску на холсте.Все звуки независимо от типа играют роль в процессе принятия решений роботом. Машина может как слушать себя, так и звуки со стороны. Отдельные звуки не приводят к разным движениям - они отражаются на том, как робот наносит краски. Таким образом, робот, как и человек, создавая свой продукт творчества, ориентируется на окружающую среду.В этом же русле разработаны многочисленные роботы-музыканты. Одним из ярких представителей является модель компании Hiwin Technologies. Особенностью этого робота является то, что он использует для игры все десять пальцев, а не один, как другие роботы-пианисты. Роботы-танцоры уже являются повседневным явлением нашей действительности. Широко известными «танцорами» считаются роботы NAO; японский робот-брейкдансер Manoi GO, исполняющий такие сложные по механике движения, как шпагат, вращение на голове и прогиб назад; роботы-стриптизёры Tobit's Pole, представленные в марте 2012 г., двигающиеся в соответствии с задаваемым музыкой ритмом. Теперь роботы танцуют вместе с человеком. Так, в 2010 г. робот-девушка HRP-4C станцевал с живыми танцорами.Роботы-певцы также претендуют на конкуренцию с человеком. Четыре робота HUBO (Корейского научно-технического института) исполнили бессмертный хит Come Together на трубах и настоящей ударной установке. При этом все электронные исполнители действовали автономно, без человеческого контроля.Social Robotics как новое научное направлениеС точки зрения решения научных задач Social robotics объединяет интеллектуальные ресурсы когнитивной и нейронауки, инженерной робототехники, исследований искусственного интеллекта, психологии, лингвистики, социальных наук и философии. Круг изучаемых проблем достаточно широк: - возможности создания моделей интеллектуального поведения, представления знаний и обучения для социальных роботов;- вопросы эргономики и адаптации к взаимодействию роботов и людей;- философия и методология дизайна социальных роботов;- эффективность взаимодействия человека и роботов;- вопросы этики для социальной робототехники;- художественные и творческие возможности роботов;- проблемы безопасности и надежности робототехники;- принципы и архитектура программного обеспечения;- мультимодальные сенсорные системы;- применение моделей поведения человека и животных;- обоснование функций и задач роботов в различных социальных практиках.В конечном итоге исследования в этой междисциплинарной области должны определять, описывать и постоянно уточнять поведенческие модели социальных роботов, включая выполнение ими своих функций, взаимодействие с человеком, его когнитивные и аффективные компоненты, обучение и адаптацию в различных ситуациях, формулировку этических принципов с учетом степени автономности поведения роботов. Очевидно, что для решения подобных задач совершенно необходимо не только применение, но и создание нового типа социогуманитарного знания.Научное сообщество активно формулирует повестку дня и методологию социальной робототехники. В Издательстве Springer с 2009 г. издается «Журнал социальной робототехники» (The Jounal of Social Robotics). Публикуемые в нем результаты исследований демонстрируют спектр конкретных задач, решаемых исследовательскими центрами и группами в разных странах. Так, коллектив немецких ученых изучает координацию вербальных и невербальных функций коммуникации для гуманоидного робота, взаимодействующего с человеком (на базе платформы Asimo от корпорации Honda) [23]. Группа французских исследователей работает над созданием системы представления знаний и распознавания ситуационных контекстов для социальных роботов [24].На кафедре гуманитарных проблем информатики философского факультета НИ ТГУ реализуется исследовательский проект в области социальной робототехники, целью которого является разработка требований к культурным интерфейсам робототехнических систем различного типа. В основе проекта робототехническая платформа NAO - гуманоидный робот от французского производителя Aldebaran Robotics. Робот оснащен набором датчиков, включая камеры, микрофоны, сонары, датчики прикосновения и обладает функциями аудио- и видеораспознавания (речь, цвет, лица). Моторика реализована в 25 степенях свободы (движения головы, рук, ног), обеспеченных системой сервомоторов. Все функции полностью программируются на подключенном компьютере с помощью графического пользовательского приложения или средствами языка программирования, что дает возможность работать как с отдельными функциями, так и с моделями автономного поведения.Подход к изучению и разработке социальной робототехники через культурные интерфейсы исходит из того, что любая технологическая система обретает антропологически и культурно приемлемые формы, позволяющие человеку эффективно ими управлять. Например, современные компьютерные технологии «естественным» образом сохраняют страничный интерфейс книжной культуры (экраны), дополненный интерактивными функциями. Вопрос о культурных интерфейсах для социальных роботов остается открытым. Должны ли они иметь максимально антропоморфные вид и функциональность (андроидные роботы)? Каковы минимально необходимые критерии культурного интерфейса для роботов? Какие интеллектуальные функции должны связывать культурные интерфейсы и робототехнические процессы? На эти и другие вопросы может ответить современная гуманитарная информатика.

Скачать электронную версию публикации