✅Могут ли роботы стать новыми лабораторными крысами?

 

Роботы в качестве лабораторных мышей

Интервью с исследователями, помещающими мозг искусственного интеллекта в тела роботов

Отправка мыши через лабиринт может многое рассказать вам о том, как ее маленький мозг учится. Но что, если бы вы могли изменить размер и структуру его мозга по желанию, чтобы изучить, что делает возможным различное поведение? Это то, что предлагают Элан Баренхольц и Уильям Хан. Когнитивный психолог и компьютерный ученый из Атлантического университета Флориды в Бока-Ратоне проводят версии классических психологических экспериментов на роботах, оснащенных искусственным интеллектом. Их роботизированные роверы размером с ноутбук могут перемещаться и ощущать окружающую среду через камеру. И они управляются компьютерами, работающими с нейронными сетями–моделями, которые имеют некоторое сходство с человеческим мозгом.

Баренхольц представил этот подход "робопсихологии" здесь на прошлой неделе на конференции Американской психологической ассоциации Technology Mind & Society. Он и Хан рассказали науке, как они используют своих необычных новых испытуемых. Интервью было отредактировано для ясности и длины.

Вопрос: Зачем помещать нейронные сети в роботов вместо того, чтобы просто изучать их на компьютере?

Элан Баренхольц: Существует ряд групп, пытающихся построить модели для моделирования определенных функций мозга. Но они не заставляют робота ходить, распознавать вещи и выполнять сложные когнитивные функции.

Уильям Хан: Мы хотим, чтобы сам организм руководил своим поведением и получал награды. Один из способов подумать об этом - попытаться построить простейшие возможные модели. Какова минимальная сложность, которую вам нужно поместить в один из этих агентов, чтобы он действовал как белка или как кошка?

Вопрос: Какие эксперименты вы можете проводить с этими машинами?

Э. Б.: На самом деле у нас есть предварительный результат с нашей маленькой машиной rover, которую мы в шутку называем коробкой Скиннера. [В классических экспериментах Б. Ф. Скиннера по обучению животных] голубь бродит по клетке, а затем, возможно, подходит к определенному месту, и, возможно, это наэлектризовано. Он получает шок, поэтому очень быстро учится не ходить туда. Или, может быть, голубь клюет на маленькую кнопку, и он получает награду за еду.

Мы помещаем [ровер] в коробку с цветами по разные стороны стены, и мы просто вознаграждаем его за правильное направление. Мы спрашивали, можем ли мы заставить такого робота участвовать в поведении, основанном только на подкреплении. Мы никогда не говорим ему: "Это правильно". Вместо этого мы просто позволяем ему исследовать, учитывая: "Вот мой ввод камеры, вот мое поведение, есть ли результат—я получаю вознаграждение?"

В: И его "награда" - это просто сказать, что это правильно?

Э. Б.: [Да,] прямо сейчас это то, что он пытается оптимизировать. И это поднимает очень интересный вопрос—психологический вопрос: какова природа награды, которая действительно лучше всего имитирует то, как она работает в организмах? В наших головах нет счета. Есть эндорфины, есть серотонин, и есть все, что происходит, что мы называем наградой.

Вопрос: Итак, робот научился смотреть на правую стену?

Э. Б.: Да, он смог решить эту проблему.

Вопрос: И что это вам говорит?

Э. Б.: Хорошо, эти системы способны в реальной ситуации решать такого рода проблемы. С другой стороны, мы также поняли, путем проб и ошибок, насколько невероятно сложной была даже эта простая задача.

Вопрос: Есть ли более сложные вопросы, которые вы в конечном итоге хотели бы задать в этом типе эксперимента?

Э. Б.: [Мы хотим] расширить возможности ровера за пределы вращения вокруг своей оси в маленькой коробке, чтобы иметь возможность, скажем, многоступенчатые процессы, чтобы получить награду. Сначала он должен отправиться в местоположение A, а затем в местоположение B. Даже что-то такое простое, как это, в небольшом пространстве, чрезвычайно сложно.

В: В своем выступлении вы упомянули, что проверяете, развивают ли некоторые вычислительные единицы в этих сетях свойства клеток места—нейронов, которые срабатывают, когда животное находится в определенном месте, независимо от того, в какую сторону обращена его голова. Можете ли вы рассказать мне больше об этом?

Э. Б.: Мы даем [роботу] текущий кадр и говорим: "Как вы думаете, как будет выглядеть мир через секунду, если вы повернете направо?" Чтобы сделать это, он должен знать, где он находится. Он должен построить в своем собственном уме карту: "Я здесь, а затем там есть другой мир, и если я повернусь, я сейчас буду в этом мире".

W. H.: Мы хотим знать должны ли мы явно помещать туда клетки? Или, если мы просто даем подкрепление, появляются ли клетки места, потому что это облегчает поиск награды?

В: Вы сталкиваетесь с людьми, которые скептически относятся к тому, что эти роботы являются хорошими моделями для изучения мозга?

WH: Мы получаем откат с обоих направлений. Люди говорят: "Это не похоже на обычную инженерную робототехнику", а другие люди говорят: "Это не похоже на психологические исследования. Почему вы думаете, что это имеет какое-то отношение к мозгу?"

Э. Б.: [Тем], кто говорит: "Это не может быть мозг, мозг слишком сложен" ... мой ответ: давайте посмотрим, как далеко это может зайти. Давайте посмотрим, что он не может объяснить.

Вопрос: Как вы думаете, эти эксперименты с роботами могут когда-нибудь заменить определенные виды исследований на животных?

Wh: Это была одна из наших мотиваций. Если вы представите, что через 100 лет мы все еще будем запускать мышей в лабиринтах? Вероятно, нет.