lauantai 27. maaliskuuta 2010

Robotiikan perspektiivejä

Tämä kirjoitus on taas yritys luoda laajempaa kuvaa siitä, mihin teknologia parinkymmenen vuoden perspektiivillä on ehkä menossa robotiikan osalta. Robotiikka on siitä syystä strateginen alue, että robotit ovat aina suoraan kilpailleet työmarkkinoilla ihmisduunareiden kanssa. Jo 60-luvulta alkaen on pelätty robotiikan olevan uhka ihmisten työllisyydelle. Vaikka robotit ovatkin korvanneet liukuhihnatyötä laajalti, niin ensinnä robottien kyvyllinen rajoittuneisuus ja joustamattomuus ja toiseksi markkinoiden jatkuva kasvu ovat toistaiseksi estäneet tämänsuuntaisen työttömyyden merkittävän eskaloitumisen. Kehitys on tuudittanut ekomisteja ja yhteiskunnallisia päättäjiä uskoon, että asetelma ei tule muuttumaan. Mutta onkahan asia näin. Missä nyt mennään?

Minun käsitykseni on se, että robotiikassa ollaan tällä hetkellä suunnilleen samassa tilanteessa kuin 1970-luvun alussa tietokonetekniikassa. Silloin takana oli pari vuosikymmentä rauhallista tietokonealan kasvua suurkoneiden ("mainframe") hallitessa alaa. Nämä suurkoneet olivat jotenkin vastaavalla kalliita ja kömpelöitä kuin tähän asti totutut teollisuusrobotit: hyödyllisiä, mutta hyvin kalliita ja rajoittuneita.

Tietojenkäsittelyssä asetelman muuttivat radikaalisti 70-luvun kuluessa minitietokoneet. Vaikka ne eivät olleetkaan riittävän halpoja henkilökohtaiseen käytöön, jokaisella keskisuurella yrityksellä oli pian varaa omaan minitietokoneeseen. Minitietokoneiden käyttöjärjestelmät olivat kehittyneempiä kuin suurkoneiden vastaavat. Henkiin jääneistä minikoneiden käyttöjärjestelmistä tunnetaan parhaiten Unix ja sen PC-aikakauden seuraajat. Minikoneet siis olivat vallankumous tietokonetekniikassa ja hyvin lyhyellä, n. vuosikymmenen aikajänteellä viitoittivat tietä seuraavalle, PC-vallankumoukselle.

Minä uskon, että robotiikan "minivallankumous" on muutaman vuoden sisällä alkamassa! Signaaleita tilanteesta on paljon, mutta esittelen vain yhden. Willow Garagen "PR2" saattaa olla robottien "PDP11".

Siinä missä PDP-11 esitteli markkinoille Unix-käyttöjärjestelmän, PR2 käyttää robotiikkaan erikoistunutta ROS-käyttöjärjestelmää (joka luonnollisesti perustuu Unix-sukuun). PR2:n tietokoneessa on kahdeksanytiminen Xeon prosessori ja 24 gigaa keskusmuistia. Robotilla on useita videokameroita ja muuta anturointia. Sen käsivarsien tehokas tartuntajärjestelmä mahdollistaa erilaisten, kovien, pehmeiden, haurauden ym kappaleiden helpon käsittelyn. Luonnollisesti PR2 on liikkuva.

Mutta ennenkaikkea koko järjestelmä, ohjelmistosta mekaniikkaan, on avoin, mahdollistaen sovelluskohtaisen muuntelun ja laajennettavuuden. Siihen voidaan asentaa uutta anturointia, uusia tarttujia, uutta liikkuvuutta, uusia ohjelmistoajureita ym. aivan kuten PC-tietokoneisiin. Tällainen täytyy lähitulevaisuuden menestyvän robotin olla: avoin, jo sellaisenaan käyttökelpoinen, mutta laajennettava järjestelmä.

PR2 on kuitenkin tuottavaan ammattikäyttöön tarkoitettu robotti, ei henkilökohtainen robotti. Se vastaa siis vielä 70-luvun minikoneita. Joustavuudeltaan se voisi esim sopia supermarkettiin liikkumaan kaupan hyllyjen välissä ja täydentämään hyllystön tavaravalikoimaa. Isolla marketilla olisi siihen varaa. Se tekisi ehkä viiden työntekijän työt, 24/7 tyyliin, ja maksaisi itsensä ehkä parissa vuodessa.

Samoin kuten minikoneista oli lyhyt teknologinen matka henkilökohtaisiin tietokoneisiin, myös PR2 ja sen kilpailijat viitoittavat tietä n. kymmenen vuotta niiden jälkeen tuleviin henkilökohtaisiin yleisrobotteihin, jotka ovat pienempiä, kehittyneempiä ja halvempia kuin PR2. Ensimmäiset todelliset kotien yleisrobotit ehkä tulevat markkinoille 2020-luvun alkuvuosina. Ne ovat vielä vastaavalla tavalla rajoitettuja kuin 1980-luvun PC:t, Amigat, Atarit ja Kottaraisenpönttö-Macit, mutta siitä se alkaa. Monille ne jo riittävät. Minulla oli aikoinaan Atari-ST.

sunnuntai 21. maaliskuuta 2010

EPFL:n robottien sosiaalinen evoluutio

Tutkimus

Lausannen Tekninen Korkeakoulu, EPFL, on kiinnostava yliopisto, Cambridgen
jälkeen minun mielestäni ehkä Euroopan kiinnostavin, ainakin tekniikan ja luonnontieteiden alueella. Siellä on aina meneillään jotakin hyvin kiinnostavaa.
Äskettäin oli "Robot Magazine" -lehdessä pieni artikkeli projektista (jonka olin jo aiemminkin jossakin noteerannut).

Projektissa tutkitaan robottien ja simulaation avulla sosiaalisen käyttäytymisen evoluutiota ja emergenttejä ilmiöitä. Viimeksimainituista eniten on herättänyt tutkimuksen tuloksissa huomiota spontaani "valehtelu", harhauttaminen ja ilmiön tasapainotilat robottiyhteisössä.
Robotit ovat toiminallisesti hämmästyttävän yksinkertaisia ja ympäristö on yksinkertainen. Lyhyesti, puuttellisesti esitettynä, kymmenen liikuvaa robottia toimii 3m x 3m aitauksessa jossa on kaksi valaistua "pesää". Toisessa on "ruokaa" ja toisessa "myrkkyä". Vasta lähietäisyydeltä robotti voi erottaa ne toisistaan (jos "geenit" ovat sillä tasolla). Robotit näkevät myös toisensa (ovat valaisevia) ja lisäksi tilan, joka ilmaistaan sinisellä valolla.

Robottien aivot ovat yksinkertainen hermoverkko, jossa on 11 tuloa ja kolme lähtöä. Tulot kertovat ympäristöstä kuten pesävaloista, toisista roboteista. Kolme lähtöä ohjaa liikettä ja sinistä valoa. siis 11 x 3 = 33 hermoverkkoyhteyttä, joista jokaisen vahvuus ilmaistaan kahdeksalla bitillä: 33 x 8 = 264 bittiä, koko neuroverkon "perimä", joka kokeen alussa oli satunnainen kaikilla kymmenellä robotilla.
Robottien neuroverkkojen perimää paranneltiin täysin satunnaisesta yhä "menestyksellisemmäksi" 500:n sukupolven ajan. Jokaisen sukupolven yksilöiden suorituskyky: ruokapesän saavuttaminen ja myrkkypesän välttäminen, arvioitiin ja onnistuneimmat perimät "paritettiin" biologista, seksuaalista menetelmää mukaellen, yhdistäen keskenään hyvien robottien 33:n kytkennän verkkojen perimät pareittain, lisäten myös "mutaatiota", satunnaisia bittimuutoksia.

Koska hermoverkon perimä on hyvin yksinkertainen, on mahdollisia kombinaatioita rajallinen määrä (mutta tietysti silti paljon). Kymmenen robottia (joiden perimä vaihdetaan aina uutta sukoplvea vastavaksi) ja 500 sukupolvea riittää monimutkaisten sosiaalisten käyttäytymistapojen syntymiseen.
Ensin robotit oppivat tunnistamaan ruuan ja myrkyn. Sitten robotit oppivat yhteistyön, hyötymään toisitaan. Ne sytyttävät sinisen valon, kun ovat löytäneet ruuan. Toiset robotit näkevät kerääntyneet sinistä valoa näyttävät robotit ja liittyvät joukkoon.

Mutta sitten tapahtuu evoluutissa merkillistä. Ruokapesän luona on ahdasta. Joidenkin robottien perimä alkaa harrastaa filunkia. Ne "tietoisesti" sytyttävät sinisen valon, vaikka ovat kaukana ruuasta, jopa myrkkypesän lähellä, harhauttaakseen muita. Siten ne itse ehtivät ruokapesälle ennen kilpailijoita. Stategia toimii vain niin kauan, kuin harhauttajat ovat pieni osajoukko koko populaatista, mutta jos ominaisuus yleistyy, se kääntyy itseään vastaan. Sininen valo ei enään ole kenellekään robotille luotettavaa tietoa ja koko populaation suorituskyky taantuu. Mahdollisesti ilmiö alkaa värähdellä jossakin jaksossa. Siten hyvin yksinkertaiset vuorovaikutukset saavat aikaiseksi monimutkaisia emergenttejä mekanismeja.

Ajatuksia

Tutkimuksessa on kysymys sosiaalisesta käyttäytymisestä. Mutta, jos kehittynyt mieli on osamielien yhteisö (ei siis niinkuin EPFL:n kokeen robottien yksinkertainen mieli), eikö kehittyneen älyn osamielten välillä toimi myös sosiaaliset mekanismit: yhteistyö ja kilpailu, sekä näiden lomittainen vuorovaikutus. Tämä ajatus selittäisi hyvin ihmismielen ailahtelevaa, välillä yllättävä käyttäytymistä.
Viittaan aikaisempiin näkemyksiini universaalin älyn mahdollisesta kehittymisestä rajoittuneempien, mutta yhteistyökykyisten erityisälyjen yhteistyön tuloksena. Kilpailunkaan olemassaoloa ei saa sulkea pois, mutta harhauttamisen yleistyminen romahduttaa osaälyjen yhteisen suorituskyvyn.

maanantai 15. maaliskuuta 2010

Kryoniikkaseminaari

Suomen Kryoniikkaseura järjestää ensi lauantaina, 20.03, Helsingissä, Meilahdessa avoimen seminaarin, jossa kaikille asiasta kiinnostuneille kerrotaan kryoniikan perusasiat, käytäntö ja kryonisten palveluiden tilanne Suomessa.
Oletan, että suurimmalla osalla, myös ammattilaisilla, on paljon vääriä käsityksiä reaaliteeteista.
Joten tervetuloa kuulemaan ja vaikka esittämään perusteltuja vastaväitteitä.
http://kryoniikka.blogspot.com/2010/03/seminaari-helsingissa-la-203-klo-1015.html