vstanou noví robotové

VSTANOU NOV
NOVÍÍ
ROBOTOVÉ
Jiří Wiedermann, ÚI
Ú AV ČR,
Č v.v.i
v.v.i.,
., Praha
Podporováno grantem 1ET100300517, výzkumný záměr AV0Z10300504
ZLÍ NEBO HODNÍ ROBOTI?
Karel Čapek 1890-1938
1890 1938
R.U.R. 1922
Isaac Asimov 1920-1992
I,, Robot 1946
Posun v chápání humanoidních robotů:
- Od málo inteligentních „slouhů“
slouhů“ k inteligentním partnerům
- od programování k učení
- od elektromechanických loutek k evolučním biomateriálům
Vize nových aplikačních oblastí
Roboti pro nás,
nás proti nám
nám, v nás
nás, součástí nás
nás, kolem nás
nás,
vedle nás, místo nás, po nás, na věky věkův
THE THREE LAWS OF ROBOTICS
ROBOTICS::
1. A robot may not injure a human being or, through
inaction, allow a human being
g to come to harm.
2. A robot must obey orders given it by human
beings except where such orders would conflict
with the First Law.
3. A robot must protect its own existence as long as
such protection does not conflict with the First or
Second Law.
Isaac Asimov
TŘÍÚROVŇOVÁ ARCHITEKTURA
VTĚLENÉHO KOGNITIVNÍHO AGENTA
perception
multimodal
mirror
motor
cogitoid
motor
“MIND” AND “BODY” COUPLING
IN A HUMANOID COGNITIVE
AGENT
v
EVOLUCNÍ ROZVOJ MENTÁLNÍCH SCHOPNOSTÍ
Od vrozených reflexů k intencionalitě přes emoce či afekty
„Ukotvení“ elementárních akcí v kontextu a senzomotorice
Rozlišení mezi sebou a jinými (self)
(self), imitace elementárních akcí
Imitace posloupností akcí pomocí učení
Počátky
y komunikace prostřednictvím
p
„body
„
y language“,
g g , pomocí
p
„„čtení mysli“
y
a empatie
Přidávání vokalizace a její asociace s motorikou posunků, později s
motorikou (vlastních) mluvidel
Rozvoj „slovníku“ porozumění a „přístupu“ do něj prostřednictvím slov
(jakoby nárůst počtu senzorů)
Evoluční rovnováha mezi nárůstem množství rozlišovaných slovních
podnětů a velikostí mozku
Přímá aktivace konceptů prostřednictvím slov
Počátky myšlení: nejprve hlasité „mluvení k sobě“, později převažují pohyby
mluvidel, ale postupně význam pohybů klesá; příkazy k vyslovování jsou
přímo asociovány
p
y s „významy“
ý
y slov
Myšlení jako „utlumené“ senzomotorické akce
6
V
PERCEPCNÍ CESTOVÁNÍ
• Virtuální cestování v prostoru pomocí vzdálených smyslových vjemů
• Percepční stroj času - návrat do „nahrané“
nahrané“ minulosti včetně smyslových vjemů
V
Out-of-body experience
ROBOTI V NÁS
Genetickou manipulací či nanotechnologií vyrobení robůtci
schopní jednoduchých úkonů
Nanorobot spravující buňku
Lékařství v r. 2020: “Doktor v buňce”
Malá robotická ponorka, jež plave krevními cévami člověka, pořizuje detailní
snímky nemocných tkání,
tkání dopravuje léky na požadované místo nebo uskutečňuje
malé chirurgické zákroky pomocí svých instrumentů.
http://www.monash.edu.au/
AMORFNÍ KOMUNITY ROBOTŮ
Hypotetická
yp
síť bezdrátově komunikujících
j
spolupracujících
p p
j
jjednoduchých
ý robotů
v některých vizích se sebereprodukcí a evolucí
• molekulární roboti
• „inteligentní prach“
• mobilní „černý mrak“
• lokalizátory
• makroentity
http://userweb.elec.gla.ac.uk/j/jbarker/
JUNGLE TELEGRAPH
• No synchronization
• no addresses
• no sense of
direction
• no collision
detection
A NODE OF AN AMORPHOUS COMPUTER
o Local clock, not
synchronized with other
nodes
Radio
Transceiver
Random number
o No identifiers
…
Control unit
Registers
Size O(log N) bits
o No collision detection (a
node
d cannott di
distinguish
ti
i h th
the
case of no broadcasting from
the case of two or more
nodes broadcasting
simultaneously)
PROTOCOL SEND
…
…
transmitting a message m to node’s neighbours:
procedure Send (m:message,p:probability,k:integer) {
if the processor is not locked w.r.t m then
for i := 1 to k do {
Wait for time 2T;
With probability p do Send message m;
}
lock the processor w.r.t m;
}
Y
x
PROTOCOL SEND
Given ε>0 and Q, how to choose parameters p (probability
of broadcasting) and k (no. of iterations) optimally in a
situation
it ti when
h Y hhas Q neighbors:
i hb
Y
x
• Each node is transmitting with prob. p
• X is transmitting with probability p
• (1-p)^Q is the prob. that none of Y’s
neighbors is transmitting
• p(1-p)^Q
p(1 p)^Q is maximized for p=1/(Q+1)
The probability of failure after k trials is [1-p(1-p)^Q]^k= ε
k= O(Q log(1/ε))
EXPERIMENT:
WAVE PROPAGATION IN AN AMORPHOUS COMPUTER
THE SCALE
m
1/1000
mm 1/1000 µm 1/1000 nm
Å
NANOMAŠINKY
zařízení molekulární velikosti zkonstruovaná pomocí sebesestavování anebo
pomocí postupů genetického inženýrství
inženýrství, schopná vykonávat jednoduché úkoly
jako např. percepce a manipulace; informace si vyměňují pomocí molekulární
komunikace.
Nanomašinka
Quorum sensing
From plasma crystals
and helical structures
towards inorganic
living matter
V N Tsytovich, G E Morfill, V E
Fortov, N G Gusein-Zade, B A
Klumov and S V Vladimirov
New J. Phys. 9 No 8 (August
2007) 263
„complex
l self-organized
lf
d
plasma structures exhibit all
the necessary properties to
qualify them as candidates
for inorganic living matter
that may exist in space“
Nosná molekula
• Umělé červené krvinky
• Umělý imunitní systém
ROBOSTLINY
Amorfní společenství umělých rostlin získaných genetickou manipulací , pro různé
aplikace případně komunikujících bezdrátově (rádiem
aplikace,
(rádiem, vůněmi
vůněmi, pomocí hmyzu
hmyzu,
kořenovým systémem)
Konverzace s rostlinou
FREEMAN
N DYSON:
N
GREEN TECHNOLOGY
Black trees are trees with leaves made of silicon
rather than just green stuff so that they're 10%
efficient in converting sunlight into interesting
chemicals rather than 1%. Ordinary
y trees are
about 1% efficient. You could get that up to
10% by using silicon instead of chlorophyll so
genetic engineering should allow you to do that.
that
1923 -
Sooner than most people expect, we shall breed plants and animals that do not
need to be confined but are adapted to living wild in space. The jump from
breathing air to living in a vacuum is no greater than the jump from breathing
water to breathing air.
DYSON TREES
Freeman Dyson suggested that using genetic modifications trees could be adapted
for space. A Dyson tree would grow from a comet core or carbonaceous asteroid,
with hollow trunks containing breathable atmosphere for habitation. Without gravity
and in constant sunlight the main limiting factor of their size would be the amount
of mass they could absorb.
millions of Dyson trees orbit the star, in
several concentric toroidal shells
GOOGLE AND NASA BACK NEW SCHOOL
FOR FUTURISTS
By David Gelles in San Francisco, Published: February 3 2009
Google and Nasa are throwing their weight behind a new school for futurists in Silicon
Valley to prepare scientists for an era when machines become cleverer than people.
The new institution, known as “Singularity University”, is to be headed by Ray Kurzweil,
whose predictions about the exponential pace of technological change have made him a
controversial figure in technology circles.
Google and Nasa
Nasa’ss backing demonstrates the growing mainstream acceptance of Mr
Kurzweil’s views, which include a claim that before the middle of this century artificial
intelligence will outstrip human beings, ushering in a new era of civilisation. To be housed at
Nasa’s Ames Research Center, a stone’s-throw from the Googleplex, the Singularity
University will offer courses on biotechnology, nano-technology and artificial intelligence.
The so-called “singularity” is a theorised period of rapid technological progress in the near
future Mr Kurzweil,
future.
Kurzweil an American inventor,
inventor popularised the term in his 2005 book “The
The
Singularity is Near”.
Proponents say that during the singularity, machines will be able to improve themselves
using artificial intelligence and that smarter-than-human computers will solve problems
including energy scarcity, climate change and hunger.
SINGULARITY UNIVERSITY aims to assemble, educate and inspire a
cadre of leaders who strive to understand and facilitate the development of
exponentially advancing technologies and apply, focus and guide these tools
to address humanity’s grand challenges.
http://singularity.org
Ray Kurzweil
TRANSHUMÁNNÍ INTELIGENCE
Dyson's eternal intelligence - a concept stating that an intelligent being would be able
to think an infinite number of thoughts in an open universe.
universe As the universe cooled
cooled, the
thoughts would be slower and slower, but there would still be an infinite number of them
Frank J. Tipler ,1986, "Cosmological Limits on Computation,"
International Journal of Theoretical Physics 25: 617-61.
-----,, 1994. The Physics of Immortality. Doubleday.
-----, 2007. The Physics of Christianity
… the evolution of intelligent species will enable scientific progress to grow exponentially,
exponentially
eventually enabling control over the univers even on the largest possible scale. .. this
process will culminate with an all-powerful intelligence whose computing speed and
information storage will grow exponentially at a rate exceeding the collapse of the
universe, thus providing infinite "experiential time" which will be used to run computer
.
simulations
of all intelligent life that has ever lived in the history of our universe. This virtual
p means byy „„the resurrection of the dead“. In more recent
realityy emulation is what Tipler
works, Tipler says that the existence of the Omega point is required to avoid the violation
of the known laws of physics.
KONEC