Робот угадывает намерения

Люди постоянно прогнозируют поведение, цели и желания других, пусть не всегда осознанно. Эта черта критична для социального взаимодействия живых существ. К примеру, каждый, кто собирал мебель с партнером, знает, что разные люди выбирают разную последовательность действий. Одни начинают с самых трудных этапов, другие — с самых легких.

Задача научить прогнозированию роботов пока не решена. Но обязательно будет решена, если мы хотим заполучить реальных помощников в работе и быту, которые станут подстраиваться под наши личные манеры поведения и способы решения практических задач. Робот-помощник обязан постоянно предугадывать, что будет делать человек. При сборке мебели, к примеру, робот должен уметь заранее приготовить детали и инструменты, например отвертку или гаечный ключ.

Инженеры Университета Южной Калифорнии, которыми руководил профессор компьютерных наук Стефанос Николаидис (Stefanos Nikolaidis), научили робота предсказывать намерения человека при сборочных работах. Большинство современных методов обучения роботов требуют продемонстрировать ему, как он должен собрать предмет. При длительной сборке сложной техники это неразумно. Необходимые время и усилия могут свести на нет все выгоды обучения машины.

Авторы решили выделить единые привычки сборщика при компоновке разных объектов. К примеру, если при сборке кровати из Икеи вы начинаете с самого сложного, то, скорее всего, поступите так же и при сборке велосипеда. Поэтому авторы работы придумали небольшие сборочные задачи, названные ими каноническими. Их люди могли выполнять легко и быстро. Такой подход разделения сложных задач на элементарные универсален и не зависит от рода работ.

Для обучения робота использовали сборку простейшей модели самолета, к фюзеляжу которого надо было прикрепить крылья, хвост и пропеллер. Наблюдавшая за сборкой видеокамера робота могла легко узнавать детали по специальным меткам на них. В результате обучения система с вероятностью 82% предсказывает действия, которые предпримут люди в тех или иных ситуациях.

Авторы уверены, что их ИИ поможет не только облегчить работу, но даже «установить дружбу между людьми и роботами». Новую технологию можно применять при массовой сборке различных конструкций на производствах. Здесь она снизит травматизм и сэкономит время. Быстро и эффективно обучаемые роботы-помощники смогут помочь инвалидам в решении их бытовых проблем. Авторы замечают, что их цель не в замене работников, а в увеличении безопасности и производительности на гибридных производствах, в том числе вредных.

В будущем исследователи хотят придумать алгоритм, который будет автоматически создавать простые канонические задачи для различных видов сборочных работ. Роботы будут помогать людям во всем, от постройки спутника до накрывания стола. Инженеры также планируют сосредоточить свои усилия на бытовых задачах.

Профессор уверен, что его робот сможет быстро изучить предпочтения человека при готовке еды, перестановке мебели, мелком домашнем ремонте. Контактировать с таким думающими роботами людям будет гораздо легче, чем с необучаемыми. Работа признана лучшей на Международной конференции по взаимодействию человек — робот (HRI '23), прошедшей в марте этого года.