Є широко поширене і багатьма авторитетами пропагується думка, що Комьютерние гри в тому числі і всі інформаційні технології в цілому зайняті тим, що відводять людей з реальності в якийсь уявний світ. Мовляв, десктопи дев'яностих і смартфони нульових - це відхід з магістральної дороги прогресу, де були «Схід» і Apollo шістдесятих ... А Родні Брукс (Rodney Brooks), CEO фірми, що випускає одне з корисних в побуті пристроїв, робот-пилосос Roomba, недавно написав , Що проривів в руках роботів немає 40 років, і швидше за все, не буде до 2040 року.
Але прорив - трапився! І саме методи і моделі комп'ютерних ігор допомогли некомерційної організації OpenAI, що займає дослідженнями в області технологій штучного інтелекту, швидко і ефективно навчити робот-маніпулятор Dactyl. Використані ними методи так цікаві й повчальні, що на них варто поглянути докладно.
Ну, перш за все, для того, щоб навчати маніпулятор, його треба мати. Створювати заново фахівці OpenAI його не стали - вони скористалися Shadow Dexterous Hand ™ від фірми Shadow Robot Company . Вибір покупної «спритні руки» був цілком економічно виправданий - спеціалізована компанія завжди робить «залізо» дешевше і для експериментальних виробів немає потреби витрачати час і гроші на розробку конструкції, відпрацювання технології, і запуск у виробництво.
«Спритна рука» від Shadow Robot Company.
Далі було проведено математичне моделювання маніпулятора. Тобто - створили цифрову модель самої, що ні на є, реальної руки-маніпулятора. Потім цю цифрову модель повантажили в модельний цифровий світ, у всесвіт ілюзій, приблизно таку ж, яка моделює фізику в пристойних комп'ютерних іграх. В інженерній справі це називається імітаційне моделювання, simulation modeling. І далі почалося те, що називається рандомизацией, внесення випадковості в процес моделювання.
Історик і культуролог Й.Хёйзінга, про книгу якого Homo Ludens ми говорили в колонці « ЯК кіберігри СТАЛА СПОРТОМ, І ЯКІ ГРОШІ В ЦЬОМУ СПРАВІ Верт », Виділяв крім ігор-забав та ігор-змагань і третій вид гри - гру азартну. Але не як бажання виграти у «однорукого бандита» мішок монет, а як прагнення виявити волю богів. Сьогодні мова йде про те, щоб врахувати неминучі випадковості, присутні в реальному світі. Скажімо, будь-яка деталь в масовому машинобудівному виробництві має випадково вибрані розміри. І завданням аналітичних груп є визначити номінали і допуску так, щоб виріб з одного боку збиралося і не бовтався в роботі, але і не було надмірно дорого через завищені квалитетов точності.
Але це машинобудування - там оперують відхиленнями лінійних величин, і для виробництва розрахунків був застосуємо древній арифмометр. Тут же була використана модель багатовимірного світу, в якій випадковим чином варіювалися базові параметри. Такі, як наприклад, тяжіння. Сила тяжіння ... Навіщо, що, маніпулятор вчили працювати на Місяці і Марсі, чи на довільному астероїді? Та ні, уявіть собі, що наша рука, роблячи руху в семи ступенях свободи, може досить суттєво змінювати прискорення, що припадають на кисть. А маса інерційна вона в класичній механіці еквівалентна масі гравітаційної, немає різниці - обтяжує нас земля або прискорення створює ліфт.
У цьому модельному світі в цифрову симуляцію руки робота вкладали ще одну симуляцію - кубика, куба, одного з найпростіших Платонових тіл, складеного з шести рівних квадратів. (Тетраедр був би ще простіше, але навіть тетраедальние пакети молока кудись зникли з реальності ...) Тільки це була не модель платонівської ідеї куба, а модель куба реального - з його масою, твердістю-пружністю, зовнішнім виглядом. Та ще й мінливими випадковим ж - рандомізованих - чином, параметрами.
Система управління для Dactyl теж була взята зі світу комп'ютерних ігор. Це був алгоритм OpenAI Five , Розроблений тієї ж OpenAI для колективу з 5-ти нейронних мереж, здатних командно грати в DOTA 2 (знову привіт від кіберспорту!). Ну і керуючі алгоритми з декількома моделями кіберрук, що оперують моделями кубиків в стохастичною модельної всесвіту, були занурені в потужну і швидку обчислювальну середу. На 50 годин. На пару діб.
Навчання робота Dactyl в модельному середовищі супроводжувалося такими картинками
Одна з вічнозелених тим комп'ютерної преси є обговорення наслідків насичення сімей електронними пристроями, і все більший відмова від класичного письма ручкою. Навчання якому розвивало дрібну моторику і сприяло розвитку вищих функцій головного мозку. Робот ж в імітаційної середовищі навчався ж навіть не краснопису, а освоював те, що система Монтессорі рекомендувала дітям з відхиленнями у розвитку - гру в кольорові кубики. (Спостереження навіть за найпростішими, навчальними нейросетями дозволяє наочно уявити суть завдань, що вирішуються педагогами ...)
Тільки скільки там займає у людини вироблення такої моторики, роки? Робот з навчанням впорався за 50 годин модельного часу, знайшовши навички, які можна застосувати й в Slow Time, повільному часу реального світу. Так що алгоритми, напрактикувалися в ігровому світі, взялися за управління реальної Dexterous Hand. Для цього їм, правда, знадобилася система технічного зору - в модельному світ інформацію про становище і орієнтації кубика алгоритм управління отримував безпосередньо від моделі кубика, залишаючись усередині тієї ж обчислювальної середовища.
Іграшковий кубик в залізній руці, навчений в середовищі ігор, здатний надати на людство більший вплив, ніж мерехтіння альфа-частинок в іграшці-сцінтілляскопе початку ХХ століття ...
Отже, ось він робот Dactyl - керуючий алгоритм, маніпулятор Dexterous Hand і три відеокамери. Ось він бере кубик з різнокольоровими гранями - і крутить його до досягнення заданої орієнтації. (Відео - тут .) Престідіжітірует з цілком людської спритністю. Маніпулятор з 24 ступенями свободи - у людської кисті їх 20, і ще 7 ступенів у руки ... Та, поки ми бачимо те, що розчулює батьків у дитини. Моторику, на оволодіння якої йдуть роки - отриману за дві доби. Так що питання - скільки піде у Dactyl на оволодіння будь-якою робочою або сервісної професією? - тепер чисто технічний.
Поєднавши «спритну ручку» від Shadow з граючим в теніс промманіпулятором від KUKA, ми раз і назавжди знімаємо демографічні обмеження на розвиток виробництв. Більш легка і дешева версія на платформі того ж робота-пилососа візьме на себе прибирання. Щось проміжне - стане сантехніком і маляром. Людство підходить до переломному моменту в своєму розвитку ... І - помітний внесок у цей перелом внесла «несерйозна» індустрія комп'ютерних ігор, зосереджуються гігантські ресурси завдяки масовості аудиторії.
Навіщо, що, маніпулятор вчили працювати на Місяці і Марсі, чи на довільному астероїді?Тільки скільки там займає у людини вироблення такої моторики, роки?
Так що питання - скільки піде у Dactyl на оволодіння будь-якою робочою або сервісної професією?