Человеческая природа основывается на чувстве собственного «я». Без этого мы не могли бы ориентироваться, взаимодействовать, проявлять чувства и выживать в постоянно меняющемся, сложном мире людей. Чувство самоощущения нужно не только когда мы совершаем определенные действия, но и когда мы предполагаем последствия этих действий для себя и других.
Поскольку рано или поздно роботов планируют впустить в наш социальный мир, формирование чувства самоощущения в ИскИнах является одной из главных задач для ученых. Если машинам все-таки суждено заботиться о нас и стать нашими компаньонами, то они должны быть способны поставить себя на наше место. И хотя ученым еще очень далеко до создания робота, так же как человек, обладающего чувством собственного «я», шаг за шагом они приближаются к этой цели.
Авторы нового исследования, опубликованного в Science Robotics, разработали роботизированную руку, имеющую представление о своей физической форме – один из основных принципов самоощущения. Это очень важный шаг в развитии отрасли.
Точного научного объяснения чувства человеческого «я» не существует. Последние исследования в области нейробиологии демонстрируют, что кортикальные сети в двигательной и теменной частях мозга часто активируются в ситуациях, когда мы не совершаем физических движений. Например, при словах «укол или пинок» активируются двигательные зоны мозга. То же самое происходит, когда мы наблюдаем за движущимся человеком.
Выведенная в результате этих наблюдений гипотеза состоит в том, что мы понимаем других так, как будто действуем сами – явление, которое ученые называют «воплощенной симуляцией». Другими словами, мы используем свою возможность задействовать телесные ресурсы для того, чтобы придать значение действиям или целям других людей. Механизм, лежащий в основе этого процесса симуляции, представляет собой ментальную модель тела или самого себя. И именно это ученые пытаются воспроизвести в машинах.
Физическое «я»
Для создания модели самоощущения в роботизированной руке команда ученых использовала сеть глубокого обучения и данные случайных движений. Очень важно то, что устройству ИИ не сообщалось какой-либо информации о его геометрической форме или основополагающих физических процессах – все это робот узнавал постепенно, в процессе движения и взаимодействия с различными предметами, точно так же, как познает себя ребенок.
В дальнейшем машина сможет использовать эту модель самоощущения, содержащую информацию о ее форме, размере и движениях, для прогнозирования будущих состояний действий, например, она сможет взять что-то с помощью инструмента. Когда ученые внесли в роботизированную руку физические изменения, противоречия между прогнозами робота и реальностью заставили исследователей начать учебный процесс заново, чтобы позволить роботу адаптировать модель своего «я» под новую форму тела.
Хотя в описываемом исследовании использовалась одна рука, подобные модели были разработаны и для человекоподобных роботов.
Полное «я»
Тем не менее, такое самоощущение робота очень далеко от человеческого. Подобно луковице, наше восприятие самих себя имеет несколько слоев, включающих способность идентифицировать свое тело, находясь внутри его физических границ и воспринимая мир со зрительно-пространственной перспективы этого тела. Однако в это ощущение также входят процессы, выходящие за внешние рамки, такие как интеграция сенсорной информации и представление во времени, получаемые через память, самоидентификацию, а также принадлежность и конфиденциальность действий (люди не могут читать чужих мыслей).
Хотя задача создания чувства самоощущения во всех этих слоях у робота все еще очень далека от завершения, ее отдельные компоненты, такие как схема, продемонстрированная в описываемом исследовании, уже формируются. Можно создать машины, имитирующие других людей и прогнозирующие их намерения или адаптирующие их восприятие. Такие разработки наряду с развитием эпизодической памяти также являются важными шагами на пути к созданию социально осознающих себя роботов-компаньонов.
Любопытно, что данное исследование также может оказаться полезным в исследовании самоощущения человека. Теперь нам известно, что роботы могут приспосабливать физическую модель своего «я» к изменениям, производимым в их теле. Альтернативный способ подумать об этом – представить процесс в контексте использования инструментов животными, когда их тело соприкасается с различными внешними предметами (палки, вилки, мечи или смартфоны).
Результаты исследований демонстрируют, что во время хватания предметов рукой и щипцами у обезьяны активизируются одни и те же нейроны, то есть обученная пользоваться щипцами обезьяна воспринимает их как свои пальцы. Инструмент становится частью тела и физическое самоощущение изменяется. Это похоже на то, как мы ассоциируем себя с аватаром на экране компьютера, играя в видеоигры.
Интересная идея, впервые предложенная японским нейробиологом Ацуши Ирики (Atsushi Iriki), состоит в том, что способность объединения внешних объектов с телом и способность восприятия других тел в качестве инструментов являются двумя сторонами одной медали. Примечательно, что это смутное различие требует появления виртуальной концепции – себя – действующей в качестве символа-заменителя между предметом/участником и объектами/инструментами. Внесение изменений в «я» путем добавления или исключения инструментов может помочь нам понять способ работы этого «я».
Роботы, которые учатся использовать инструменты в качестве дополнения к своему телу, являются очень эффективными экспериментальными площадками для проверки новейших данных и теорий нейробиологии и психологии. Постепенно исследования приведут к разработкам новый, более разумных и когнитивных машин, которые будут работать на (и для) людей в самых различных сферах.
Возможно, именно это является самым важным аспектом исследования. В конечном итоге психология, нейробиология и инженерия объединятся для того, чтобы понять один из самых фундаментальных вопросов науки: «Кто я такой?»