По мнению французских ученых, автономным роботам необходимо осваивать восприятие окружающего пространства, не прибегая к человеческим представлениям об этом. В связи с этим, ими был создан принципиально новый метод.
Французские ученые из Сорбонны и Национального центра научных исследований (НЦНИ) провели исследование, посвященное формированию элементарных представлений о пространстве в роботизированных системах. В своей работе они опирались на анализ сенсомоторных потоков, генерируемых роботами, опубликованная в базе препринтов arXiv.org, — часть более крупного проекта, в котором ученые рассматривают, как фундаментальные понятия восприятия (тело, пространство, объект, цвет и так далее) могут быть привиты биологическим или искусственным системам.
До текущего момента разработки роботизированных систем преимущественно отображали то, как человек воспринимает мир. Однако из-за этого роботы, ведомые исключительно человеческой интуицией, могут быть ограничены в восприятии тем, что испытывают люди.
Для разработки полностью автономных роботов ученым, вероятно, потребуется отказаться от традиционных подходов и предоставить роботизированным системам возможность формировать собственное представление о мире. Как утверждают специалисты из Сорбонны и НЦНИ, робот должен поэтапно развить восприятие при помощи анализа сенсомоторного опыта и определения принципов, имеющих смысл.
Александр Терехов и его коллеги, участвовавшие в разработке проекта, продемонстрировали, что представление о пространстве как о явлении, не зависящем от окружающей среды, не может быть получено исключительно на основе экстероцептивной информации. Это связано с тем, что она значительно меняется в зависимости от внешних факторов. Более точное определение данного понятия возможно при анализе функций, устанавливающих связь между моторными действиями и изменениями внешних стимулов по отношению к субъекту.
«Важная информация получена из старого исследования известного французского математика Анри Пуанкаре, заинтересованного в том, как математика в общем и геометрия в частности могут возникать в человеческом восприятии, — говорит Терехов. — Он предположил, что синхронность сенсорного ввода может играть решающую роль».
Понятно объяснить идею Пуанкаре можно на простом примере. При рассмотрении объекта глаз воспринимает определенное изображение, которое изменится при перемещении объекта на 10 сантиметров влево. Однако, если мы сами сдвинемся на 10 сантиметров влево, то увидим практически неизменное изображение.
Чтобы адаптировать эти концепции для создания роботизированных систем, исследователи запрограммировали виртуальную роботизированную руку с камерой на конце. Робот понимал измерения, получаемые от суставов руки, каждый раз, когда получал изображение.
«Сопоставляя все эти параметры, робот формирует абстрактное представление, математически соответствующее положению и направлению его камеры, даже если у него нет непосредственного доступа к этим данным, — указывает Терехов. — Суть в том, что, несмотря на то, что это абстрактное представление сформировано на основе изображения, оно в конечном итоге становится независимым от него, и, следовательно, применимо в любых окружающих средах. Аналогично, наше представление о пространстве не привязано к конкретной сцене, которую мы наблюдаем».