Aalborg-forskere: Sådan bygger vi den menneskelige robot

Ved hjælp af mikrofoner, kameraer og signalbehandling vil en gruppe forskere på Aalborg Universitet gøre servicerobotter i stand til at etablere varige relationer med brugerne.

Skal servicerobotter i hjemmene virkelig batte noget, så kræver det, at de får flere menneskelige egenskaber. De skal kunne høre ordentligt efter og 'føle efter', hvad brugeren har brug for, selv om behovet ikke altid er formuleret klart i ord.

Derfor søgte lektor Zheng-Hua Tan fra Institut for Elektroniske Systemer på Aalborg Universitet et legat, der sikrede ham selv, to ph.d.-studerende og en postdoc fire år til at arbejde med en sådan robot på basis af de allerede eksisterende robotter Turtlebot og NAO.

»Robotforskning har ændret sig, så forskerne nu ikke længere behøver at tænke på at udvikle robotten, men kan fokusere på deres særlige ekspertiser. Vi vil se på sanserne - mere specifikt synet og hørelsen, men også følelser og social adfærd,« siger Zheng-Hua Tan.

Sidste år fik han i fire måneder lejlighed til at se nærmere på robotsystemer på MIT (Massachusetts Institute of Technology), og det inspirerede ham til at gå mere i dybden med de udfordringer, den type robotter stadigvæk i høj grad er plaget af.

Nicolai Bæk Thomsen og Zheng-Hua Tan vil over de kommende år arbejde på at gøre Turtlebot mere socialt intelligent. (Foto: Aalborg Universitet)

For det første fandt han, at der er brug for, at robotterne bliver bedre til at finde ud af, hvem der taler til dem. For det andet, at de forstår, hvad der bliver sagt, selv om de kører rundt i hjemmet samtidig, og for det tredje skal de blive bedre til at lære brugeren at kende, så de forstår dennes behov og også gerne genkender ansigtsudtryk, der kan udtrykke en bestemt utilfredshed eller et specifikt behov.

Læs også: Produktprisen 2013: Robot hjælper patienter med at genoptræne i sengen

Derfor er der brug for præcise kamerasystemer, der kan fange brugeren - også når denne står med ryggen til, mikrofoner, der opfanger stemmerne og ikke mindst et omfattende signalbehandlingssystem, der ikke alene kan filtrere støj væk, men i det hele taget kan stille skarpt på de input, brugeren giver, og omdanne dem til information, som robotten kan udføre et stykke arbejde efter.

NAO er en robot fra franske Aldebaran Robotics. (Foto. Aldebaran Robotics)

»Robotterne kan især spille en stor rolle i ældresektoren, men det har f.eks. også vist sig, at mange autister føler sig mere trygge ved robotter end mennesker, så det er oplagt at bruge en socialt intelligent robot til at fremme trivslen. Og så kan den hjælpe med underholdning og indlæring,« siger Zheng-Hua Tan.

Turtlebot er en prisvenlig hyldevarerobot med open source-software. (Foto: Turtlebot)

»Men én ting er at arbejde i et laboratoriemiljø og så at få robotten ud i hjemmene. Her skal den kunne håndtere støj, efterklang og forskelligt lys. Der er nogle store udfordringer i det,« siger Zheng-Hua Tan.

Hvad angår støjen og robottens evne til at høre efter, er ph.d.-studerende Nicolai Bæk Thomsen blevet sat på noget af en opgave over de kommende tre år.

Han er uddannet ingeniør i signalbehandling og beregning og skal nu forsøge at løse de udfordringer med talegenkendelse i robotter, som andre forskere har sloges med i 20-30 år.

»Problemet er, at talegenkendelse hidtil med størst succes har været benyttet på robotter, der står stille, mens dem, der taler til den, også står stille og tæt på. Men sådan er det jo ikke i den virkelige verden, hvor folk bevæger sig rundt, og hvor der er støj og efterklang,« siger Nicolai Bæk Thomsen.

Læs også: Japanske robotter flytter ind i Odense

Han forklarer, at forskerne hidtil har forsøgt at løse problemet ved at udstyre robotten med flere mikrofoner, så der var en form for redundans, hvor støjen efterfølgende kunne filtreres fra. Men denne metode har vist sig ikke at være god nok.

»F.eks. er talegenkendelsessystemet Siri til iPhone acceptabelt, hvis brugeren står tæt på mikrofonen, men robotten er måske tre meter væk. Så vil robotten opfange forskellig støj og ekkoer, og det er et hidtil uløst problem,« siger han.

Nicolai Bæk Thomsen mener, at en af løsningerne på problemet er at kigge mindre på blot at filtrere støj væk for at sikre robotten et klarere tale-input. I stedet skal der lægges mere fokus på, hvad det egentlig er, robotten opfanger, som er anderledes, end hvad et menneske har brug for at opfange for at forstå en besked.

»I stedet for at se på, hvordan man filtrerer signalet, er det måske noget andet, der skal skrues på. Robotten er baseret på nogle talemodeller, så man skal optimere filtreringen i forhold til de modeller, og ikke nødvendigvis efter hvordan vi som mennesker forstår ord,« siger han.

Desuden skal robotten kunne holde styr på, hvem det er, der snakker, og hvor personen står henne. Her vil den ph.d.-studerende med kameradelen blive koblet på, så de to sanser sammen kan skabe det mest brugbare billede af en given situation for robotten. For kan den ikke se, kan den måske høre noget - og omvendt.

Læs også: Se alle videoerne fra Robotforum i Odense

I første omgang er gruppen ved at identificere de udfordringer, de gerne vil have løst, og så skal de i gang med at teste robotten ude i den virkelige verden, bl.a. gennem et samarbejde med Fremtidens Plejehjem i Aalborg Kommune, som vil hjælpe med at prøve robotten af på ældre.

Nicolai Bæk Thomsens første delprojekt bliver selve robottens estimering af, hvor en person står i forhold til den. Især skal der laves beregninger af, hvad der skal korrigeres for, når robotten begynder at bevæge sig rundt og rotere. Denne opgave bliver afprøvet i praksis ved at sammenligne situationer, hvor robotten triller rundt, med situationer, hvor den ikke gør.

»Det er et udfordrende og uløst problem, men utroligt fascinerende. At få højnet kvaliteten er noget, forskere har kæmpet med i mange år, men det er en 'hurdle', der motiverer mig,« siger Nicolai Bæk Thomsen.

'Durable Interaction with Socially Intelligent Robots' har modtaget knap 6,4 mio. kroner fra Det Frie Forskningsråd, og projektet udføres i samarbejde med MIT og University of Texas i Dallas foruden Fremtidens Plejehjem.

Kommentarer (12)

Robotten kan ikke blive "menneskelig", men kan blive bedre til at udføre opgaver. Uanset hvor godt den iklædes menneske karakteristika, kan et barn på 4 (når den umiddelbare overraskelse på få sekunder er ovre) nemt erkende robotten som en død ting, en ting på linje med en dukke (om end en avanceret dukke, hvor dukke og robot dog deler skæbne - de er begge af den livløse verden, og der skal en H.C.Andersen/Disney til at "realisere" en opstandelse, vi andre må trøste os med fantasien eller indbildning om robotmagerens magi).
Så længe vores indsigt i emnet sjæl/bevidsthed er såre beskeden, kan forestillinger om at udstyre robotten med ditto florere. Vi kan jo hævde at man i sin tid slog på at flyvning var umulig, udforskning af atomet var umulig - underforstået at robotten en dag ikke mentalt kan skelnes fra det biologiske menneske.

  • 1
  • 0

Og - så kan robotten huske, dette er en af vores fundamentale evner.

Nå men en avanceret robot koster knapper, mere end man kunne få en slave for i sin tid. Og netop slaveri er robotten mand for, endda uden at kny/kræve fagforeningsrettigheder og køre/hvile tidsbestemmelser - emner der (i en eller anden form) alene har interesse for det levende.
Det er blot pointen, vi kan ikke skabe et kunstig menneske, men vi må lade os nøje med at kunne præstere en "død" maskine (om end en avanceret en af slagsen). Ikke engang en Gud kan vække maskinen til live, og vi kan undre os over at netop det levende og det livløse er så skarpt adskilt i naturen, så skarpt adskilt at hverken Gud eller menneske kan slå bro over kløften. Robotten må affinde sig med sin skæbne som "død", og aldrig kunne nyde de levendes privilegier - men også glæde sig over at slippe for de mange fortrædeligheder. Kierkegaard sagde at fødslen er en sørgelig begivenhed, og begravelsen er glædelig - robotten slipper både for sorrig og for glæde.

  • 1
  • 0

Gud kan "sætte en sjæl i en robot".
Dette er netop troens kerne - den troende nøjes med troen - en tro der ikke forlanger bare det mindste indicium, bare det mindste tegn på sanhedsværdien af et sådant rabiat udsagn, men trøster sig med det fladpandede/intetsigende "Gud kan alt".
Andre søger noget større, end den snævre kritikløse tro (er vi kritiske er vi netop ikke troende, troen er funderet i at sluge alt råt hvad der udgår af Guds mund) - søger ud over Guds næsetip, og forlanger kødet gennemstegt, og nyder en større horisont som Gud ikke formår at skygge for.

  • 2
  • 0

Smerte er et for det levende karakteristisk træk, der er ukendt i maskinernes livløse verden. At tro at Gud kan smerteligøre maskinen, og kan give maskinen dette træk, må være henvist til den blinde (kritikløse) tro.
Det tror jeg på. Tror også på vandtætte skodder ml. det levende og det livløse. Argumenterne er for stærke, argumenter jeg ikke vil bytte ud med Guds ord.
Så maskinsmerte er ikke en del af naturen, fordi nævnte skodder.
Hvorfor der er skodder i naturen er så en anden sag.

  • 1
  • 0

Ældre mennesker med høretab har præcist de samme problemer, og har svært ved at følge med når der er støj, f.eks. til fester.

Høreapparat virksomhederne har udviklet algoritmer, der gør det nemmere at sortere støjen fra, og forstå det som bliver sagt. Metoden forbedres af, at anvende to høreapparater, som taler sammen via radiobølger.

Giv robotten et par moderne høreapparater: Så er problemerne måske løste.

Lykkedes det at løse problemet bedre end det kan gøres med moderne høreapparater, så vil forskningen måske kunne bruges til andet end robotter. Vi har flere store høreapparat producenter her i landet og de har sikkert interesse i forskningen.

  • 0
  • 0

Smerte er blot et signal det modtages et bestemt sted efter hvor vigtig det er at reagere på denne, det er let nok at imitere, det er stadig bevidstheden der er det store dyr i manegen, men hvorfor snakke om det her, det er servicerobotter der skal opfindes som kan skabe sine egne vaner og rytmer tilpasset en klient.

  • 2
  • 0

Selv noget så tilsyneladende trivielt som smerte kan ikke gøres i en maskine og hverken kvantemekanik eller strengteori gør sig overhovedet tanker om a røre det.


Se, det viser jo tydeligt, at du ikke er ingeniør...

Enhver ingeniør ved, at en maskine har en sjæl.

Som ingeniør, skal du gerne kunne "føle" med maskinen. Du skal kunne mærke, om den har det godt. Hvis maskinen ikke har det godt, så slides den hurtigt, bliver varm og får feber, går nemt i stå, i stykker, eller nægter helt at starte.

Derfor konstrueres maskinen med omhu, således at ingen dele lider overlast. Maskinen må ikke blive overophedet, få stress, begynde at hyle og skrige, eller på anden måde vise, at den ikke har det godt. Den skal konstrueres til, at fungere godt og stille og det er vigtigt, at ingeniøren har føling med maskinen og forståelse for den. Mange ingeniører, kan se på en maskine hvad den indeholder. De kan mærke, hvordan den har det. Og har maskinen et problem, så kan de løse det.

  • 2
  • 0

Kunstig intelligens er faktisk overraskende let.

Konceptet er let at forstå, men det er absolut ikke let at udføre. Jeg kan godt forstå hvordan man kan tro at det er let, hvis man ikke har nogen praktisk erfaring med det, for konceptuelt virker det utroligt simpelt.

Nu snakker vi ikke bare om småting, som f.eks. sti-finding og lignende, som enhver kan lave et neuralt netværk til og træne det til. Vi snakker om kunstig intelligens, og det skal lige slås fast, at neuralt netværk ikke er lig kunstig intelligens.

Når det bliver kompliceret, bliver det meget kompliceret at udvikle de korrekte lære-mekanismer og der skal også tænkes over organisering.

Det går ikke bare at lave et ekstremt stort netværk, med et utal af input, og så tro at vi kan få det til at lære noget. Der skal være noget mening i det fra starten, ligesom vi mennesker heller ikke er født med en tilfældigt sammensat hjerne, men en med organisering der er udviklet siden vi var meget simple dyr. Ellers risikere man at det enten slet ikke lærer noget af det man gerne vi have det til, eller at det bare tager alt for lang tid.

Selv med en god model, kan indlæringen blive så langsom at det aldrig bliver praktisk anvendeligt.

Tingene begynder ikke bare at ske.

  • 0
  • 0

Så længe vores indsigt i emnet sjæl/bevidsthed er såre beskeden, kan forestillinger om at udstyre robotten med ditto florere.

Det drejer sig ikke om at en robot skal have bevidsthed, men kun om at få den til at opføre sig, som om den har bevidsthed.

Ingeniører er ikke just kendt for innovation. De praktiserer fra 8-16 og slukker så hjernen.
Dataloger har en chance for at gøre maskiner intelligente. Jeg er datalog. Men ingen kan skabe en sjæl.
Selv noget så tilsyneladende trivielt som smerte kan ikke gøres i en maskine og hverken kvantemekanik eller strengteori gør sig overhovedet tanker om a røre det. Det er ganske enkelt uden for kategori.
Så tæt på vores liv og ingen tænker over det...

Ævl. Det er kun dig selv, der har fået den ide, at smerte er noget specielt. Smerte er ikke andet end en stimulation/mekanisme til at undgå skade. Det er ikke anderledes end alle de andre input vi får og reagerer på.

Ingen grund til at bringe magiske væsener ind i emnet. Vi behøver ingen magisk overherre for at forstå eller forklare noget som helst, og blot at sige at Gud står bag noget, er ingen forklaring på noget som helst, men udelukkende en måde at undgå at forklare det på.

  • 2
  • 0

Robotten skal og kan ikke udstyres med bevidsthed.
Men - robotten skal dog agere "som om den har bevidsthed":
Det er os der har bevidsthed, og robotten får ikke "næsten" bevidsthed/noget der "ligner" bevidsthed/"som om" den har bevidsthed. Robotten kan få en række egenskaber, men ikke bevidstheds lignende egenskaber. Hverken "næsten" eller "som om".
Men nu er jeg trængt op i en krog, og må diske op med en definition på bevidsthed ... en defi der udelukker robottens forsøg på efterligninger.

  • 1
  • 0

Som jeg siger til andre, du skal være velkommen til at få en maskine til at føle smerte. Forsøget vil være lærerigt. Hele tiden sammenlign med dig selv og spørg om du har opnået det samme.

Hvis en del af min "maskine" er en robotarm, der skal løfte en given vægt, vil jeg forsyne dens arme med en strain gauge (eller anden hardware) for at den kan måle, hvor tæt den er på sin ydegrænse, hvis denne overskrides, vil processoren modtage et signal om, at det "gør ondt" i armen - men du mener måske psykisk smerte ?

mvh Flemming

  • 0
  • 0