Gdzie te roboty?

Prawdę mówiąc, czuję się oszukany. Przez całe dzieciństwo z ogromną niechęcią sprzątałem mój pokój, stale mając nadzieję, że już niedługo tę znienawidzoną czynność przejmie robot. Przecież wielokrotnie widziałem w telewizji i czytałem w książkach, że jest kwestią zaledwie kilku lat, by maszyny wykonujące za nas domowe czynności stały się powszechne. Z nadzieją przywitałem pojawienie się robota kuchennego firmy Zelmer, który okazał się tylko zwykłym mikserem na obrotowej podstawce.

Dziś, ćwierć wieku później, nadal sam muszę odkurzać mieszkanie, wynosić śmieci i sprzątać biurko. Gdzie, pytam grzecznie, jest mój dawno obiecany robot?!

Od końca lat 70. technika ułatwiająca codzienne życie wykonała niesamowity skok. Komórki, komputery, Internet, aparaty cyfrowe to codzienność. Tymczasem roboty wciąż oglądam tylko w telewizji, gdzie od czasu do czasu kolejna japońska firma chwali się, że po pięciu latach pracy udało się jej zbudować maszynę, która tylko czasami potyka się o własne nogi i umie wydukać: "Cześć, jestem robotem". Doprawdy imponujące.

Nie wyrzucaj cioci!

Dlaczego wciąż nie mamy w domu robotów i czy moja córka nadal będzie musiała sama sprzątać swój pokój? I czego właściwie oczekuję od takiego robota? Po pierwsze, ma słuchać moich poleceń - komenda "Sprzątnij biurko i odkurz, ale nie ruszaj akwarium" powinna być bezbłędnie zrozumiana. To wielki problem - z interpretacją poleceń wydawanych głosem nie radzą sobie zbytnio nawet zaawansowane komputery. Nieliczne programy potrafią zapisywać zdania wypowiadane przez człowieka, o ile mówi on powoli, a system zna jego głos. A i tak w końcowym tekście zwykle roi się od błędów.

Taki problem w przypadku dyktowania listu jest co najwyżej irytujący, jednak nieporozumienie z domowym robotem mogłoby być tragiczne. Pomylenie polecenia "wyrzuć śmieci" z "wyrzuć ciocię" wcale nie jest takie trudne, tym bardziej że język polski jest dla komputerów znacznie trudniejszy od angielskiego.

Oczywiście można przyjąć, że dogadamy się z robotami na ich, a nie naszych warunkach i nasze życzenia będziemy wyrażali, wciskając odpowiednie przyciski czy wybierając opcje z menu. To jednak tylko nieznacznie przybliża nas do wizji automatycznie posprzątanego pokoju. Problemem, z którym od lat nie mogą sobie poradzić inżynierowie, jest opracowanie skutecznego sposobu poruszania się maszyny.

Koła czy nogi?

Pierwsza sprawa to wybór napędu. Czy robot ma mieć dwie nogi jak my, czy może powinien poruszać się na kołach lub gąsienicach? Oczywiście prościej zbudować maszynę, która nie musi się martwić o zachowanie równowagi. Problem w tym, że roboty mają pracować wokół nas, w przestrzeni przystosowanej do poruszania się na nogach. Już przejechanie przez zagracony pokój staje się wyzwaniem nie do pokonania. Koła lub gąsienice sprawdzają się na gładkim i pustym podłożu, jednak zawodzą, gdy na podłodze pokoju rozrzucone są dziecięce zabawki.

Pozostają więc ostrożnie stawiane dwie nogi. Taki system poruszania się od lat rozwijają japońskie laboratoria - sztandarowym przykładem może być zbudowany przez Hondę robot Asimo. Potrafi on stać, chodzić do przodu i tyłu, popchnięty zachować równowagę, a przewrócony - wstać. Wszystko to wygląda pięknie, ale taką stabilność maszyna osiąga dzięki zainstalowaniu w każdym stawie silnika elektrycznego. Poruszanie się i utrzymanie równowagi angażuje większość tych silniczków, więc robot pożera ogromne ilości energii. Umieszczone w sporym plecaku baterie wystarczą mu zaledwie na pół godziny pracy - za mało, by był użyteczny.

Na drugim biegunie są laboratoria amerykańskie, gdzie pracuje się nad odtworzeniem ludzkiego chodu. Nasze nogi oszczędzają mnóstwo energii dzięki zastosowaniu zasady wahadła. Tylko część ruchu odbywa się przy aktywnym napędzie mięśni - resztę załatwia grawitacja i siła bezwładności. To świetny sposób, jednak takie bujające się nogi utrudniają utrzymanie równowagi i precyzyjne stawianie kroków. A przecież robot nie może runąć jak długi, jeśli pod nogami zaplącze mu się pies. Slalomem przez pokój

Ogromnym problemem jest też nawigacja w trójwymiarowej przestrzeni. To, co dla nas jest najbardziej naturalnym zachowaniem, dla maszyny stanowi ogromne wyzwanie. Poruszając się po pokoju, korzystamy z oczu, które zapewniają trójwymiarowe widzenie, oraz mózgu interpretującego cechy przedmiotów znajdujących się wokół. W przypadku robota problemem jest już wybranie odpowiedników oka. Mogą to być czujniki ultradźwiękowe, które jednak nie dają informacji o kolorach czy oświetleniu, mogą być też kamery, które nie potrafią precyzyjnie określić odległości. By urządzenie wiedziało, jak się poruszać, powinno wykorzystywać co najmniej dwa systemy czujników. Jednak najtrudniejsza jest nawigacja i określenie właściwej drogi między przeszkodami. Załóżmy, że robot ma się dostać do biurka, a na jego drodze stoi stolik, kanapa i krzesło. Ominąć ich nie sposób, konieczne więc będzie utorowanie sobie drogi. Tu komputer sterujący musi wiedzieć, że przestawianie kanapy czy stolika, na którym stoi herbata, jest kiepskim pomysłem.
Łatwiej przenieść krzesło, ale trzeba sprawdzić, czy przy okazji nie zahaczy się nim o stojący w doniczce kwiat.

Zabieramy się do sprzątania

Nawet jeśli robot zrozumie, że ma wyrzucić śmieci z kosza pod biurkiem, nawet jeśli bezpiecznie tam dotrze, omijając kanapę i przechodząc nad psem, to musi jeszcze podnieść kosz, nie zgniatając go i nie upuszczając na ziemię. Bez zmysłu dotyku nie da się tego zrobić - nasza skóra najeżona jest receptorami, które potrafią określić nie tylko siłę nacisku, lecz także jego kierunek. To niezbędne, by zauważyć, że trzymany przedmiot właśnie wysuwa się z ręki. Prace nad taką sztuczną skórą prowadzi się obecnie w Massachusetts Institute of Technology (MIT). Pokryta jest ona małymi wybrzuszeniami, które kryją po kilka sensorów nacisku. Pozwala to na symulację zmysłu dotyku i kosztuje niebotycznie dużo.

To właśnie problem dzisiejszych robotów. Technicznie rzecz biorąc, jesteśmy już w stanie stworzyć maszynę, która będzie nam towarzyszyła i pomagała w codziennych pracach. Problem w tym, że jej koszt znacznie przekroczyłby cenę średniej wielkości domu. Dużo tańsze są proste, jednofunkcyjne roboty, takie jak automatyczny odkurzacz Roomba czy robot kosiarka do trawy. Tyle że ludzie oczekują czegoś zupełnie innego i nie są gotowi wydawać 3000 złotych na odkurzacz, któremu sprzątnięcie jednego pokoju zajmuje około 45 minut. Jednak specjaliści nie tracą optymizmu. Rodney Brooks, szef Laboratorium Nauk Komputerowych i Sztucznej Inteligencji na MIT, twierdzi, że roboty są dziś tam, gdzie komputery były w 1978 roku. Zaczęły się już wokół nas pojawiać, jednak ich cena i funkcjonalność na razie wykluczają powszechne użycie. Komputerom opanowanie naszych domów zajęło jakieś 15-20 lat. Zdaniem Brooksa roboty potrzebują tyle samo czasu. A więc moja córka sama będzie sprzątała swój pokój. Współczuję.

Piotr Stanisławski