Naukowcy z Sorbony i francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych (CNRS) zbadali przesłanki uproszczonych koncepcji przestrzennych w systemach robotycznych opartych na przepływie sensomotorycznym robota. Ich praca, opublikowana w bazie danych preprint arXiv.org, jest częścią większego projektu, w ramach którego naukowcy badają, w jaki sposób podstawowe pojęcia percepcji (ciało, przestrzeń, obiekt, kolor itd.) Można wszczepić do systemów biologicznych lub sztucznych.
Do tej pory rozwój systemów robotycznych odzwierciedlał głównie sposób postrzegania świata przez człowieka. Jednak z tego powodu roboty, kierując się wyłącznie ludzką intuicją, mogą być ograniczone w postrzeganiu tego, czego ludzie doświadczają.
Aby stworzyć w pełni autonomiczne roboty, naukowcy być może będą musieli odejść od konwencjonalnych metod i pozwolić robotom rozwinąć własne postrzeganie świata. Zdaniem zespołu naukowców z Sorbony i NCNI robot powinien stopniowo rozwijać percepcję, analizując doświadczenia sensomotoryczne i identyfikując zasady, które mają sens.
Agent może przesuwać swoje czujniki w przestrzeni zewnętrznej za pomocą silnika. Chociaż konfiguracja zewnętrznego agenta X może być identyczna, jego wrażenia sensoryczne różnią się znacznie w zależności od struktury środowiska.
Alexander Terekhov, który pracował nad projektem, i jego koledzy wykazali, że pojęcia przestrzeni jako zjawiska niezależnego od środowiska nie można wydedukować tylko za pomocą informacji eksteroceptywnych, ponieważ jest ona bardzo zróżnicowana w zależności od tego, co dzieje się w środowisku. Koncepcję tę można jaśniej zdefiniować, badając funkcje, które łączą polecenia motoryczne ze zmianami w bodźcach zewnętrznych w stosunku do agenta.
„Ważne informacje pochodzą ze starych badań słynnego francuskiego matematyka Henri Poincaré, który był zainteresowany tym, jak matematyka w ogóle, a geometria w szczególności, może powstać w ludzkiej percepcji” - mówi Terekhov. „Zasugerował, że synchronizacja dotyku może być kluczowa”.
Pomysł Poincarégo łatwiej jest wyjaśnić na prostym przykładzie. Kiedy patrzymy na obiekt, oko uchwyci określony obraz, który zmieni się, jeśli obiekt przesunie się o 10 centymetrów w lewo. Jeśli jednak przesuniemy się o 10 centymetrów w lewo, obraz, który zobaczymy, pozostanie praktycznie taki sam.
Aby zastosować te pomysły do rozwoju systemów robotycznych, naukowcy zaprogramowali wirtualne ramię robota z kamerą na końcu. Robot rozumiał pomiary dokonywane ze stawów ramienia za każdym razem, gdy otrzymywał obraz.
Film promocyjny:
„Łącząc wszystkie te wymiary, robot buduje abstrakcję, która jest matematycznie równoważna położeniu i orientacji kamery, nawet jeśli nie ma bezpośredniego dostępu do tych informacji” - wyjaśnia Terekhov. - Najważniejsze: chociaż to abstrakcyjne pojęcie wywodzi się z obrazu, w końcu staje się od niego niezależne, czyli działa we wszystkich środowiskach. Podobnie nasza koncepcja przestrzeni nie zależy od konkretnej sceny, którą widzimy”.