Leonardo (robot) - Leonardo (robot) - Wikipedia

Leonardovo tělo od Stan Winston Studios

Leonardo je 2,5 stopy sociální robot, první[1] vytvořená skupinou osobních robotů skupiny Massachusetts Institute of Technology. Je připočítán jeho vývoj Cynthia Breazeal. Tělo je u Stan Winston Studia, vůdci v animatronice.[2] Jeho tělo bylo dokončeno v roce 2002.[3] Byl to nejsložitější robot, o jaký se studio od roku 2001 kdy pokusilo.[4] Mezi další přispěvatele do projektu patří NevenVision, Inc., Toyota, NASA Vesmírné centrum Lyndona B. Johnsona a Navy Research Lab. Byl vytvořen s cílem usnadnit studium interakce člověk-robot a spolupráce. A DARPA Grant na software Mobile Autonomous Robot Software (MARS), Úřad námořního výzkumu Grant Programu mladých vyšetřovatelů, Digitální život, a Věci, které si myslí konsorcia projekt částečně financovala. The MIT Media Lab Robotic Life Group, který také studoval Robonaut 1, se rozhodl vytvořit sofistikovanějšího sociálního robota v Leonardu. Dali Leonardovi jiný vizuální sledovací systém a programy založené na dětské psychologii, které, jak doufají, přispějí k lepší spolupráci člověka s robotem. Jedním z cílů projektu bylo umožnit netrénovaným lidem interakci s robotem a jeho naučení mnohem rychleji s menším počtem opakování. Leonardo získal místo v Wired Magazine’s 50 nejlepších robotů v historii roku 2006.[3]

Konstrukce

V malém prostoru těla robota je přibližně šedesát motorů, které umožňují expresivní pohyb robota. Skupina Personal Robot Group vyvinula řídicí systémy motoru (s 8osým i 16osým ovládacím balíčkem), které používaly pro Leonardo. Leonardo se nepodobá žádnému skutečnému stvoření, ale místo toho vypadá jako fantazijní bytost[Citace je zapotřebí ]. Jeho tvář byla navržena tak, aby byla expresivní a komunikativní, protože je to sociální robot. Vymyšlený a cíleně mladý vzhled má povzbudit lidi, aby s ním komunikovali stejným způsobem jako s dítětem nebo mazlíčkem.[4]

Kamera namontovaná v pravém oku robota zachycuje tváře. Sledovač obličejových funkcí vyvinutý společností Neven Vision izoluje tváře od snímků. Vyrovnávací paměť až 200 pohledů na obličej se používá k vytvoření modelu osoby, kdykoli se představí prostřednictvím řeči. Kromě toho může Leonardo vizuálně sledovat objekty a tváře pomocí kolekce detektorů vizuálních prvků, které zahrnují barvu, tón pleti, tvar a pohyb.[5]

Skupina plánuje, že Leonardo bude mít kůži, která dokáže detekovat teplotu, blízkost a tlak. Aby toho dosáhli, experimentují s nimi rezistory snímající sílu a kvantové tunelové kompozity. Senzory jsou vrstveny silikonem, který se používá v make-upových efektech k zachování estetiky robota.[6]

Účel

Cílem vytvoření Leonarda bylo vytvořit sociálního robota. Jeho motory, senzory a kamery umožňují napodobovat lidský výraz, komunikovat s omezenými objekty a sledovat objekty. To pomáhá lidem reagovat na robota známějším způsobem. Díky této reakci mohou lidé zapojit robota přirozenějšími sociálními způsoby. Leonardovo programování se mísí s psychologickou teorií, takže se učí přirozeněji, přirozenější interakce a přirozenější spolupráce s lidmi.

Učení se

Leonardo se učí prostřednictvím prostorového lešení. Jedním ze způsobů, které učitel učí, je umisťování předmětů v blízkosti studenta, které podle očekávání student použije. Stejnou techniku, prostorové lešení, lze použít u Leonarda, který se učí stavět plachetnici z virtuálních bloků pouze s použitím červeného a modrého bloku. Kdykoli se pokusí použít zelený blok, učitel stáhne „zakázanou“ barvu a přesune červené a modré bloky do prostoru robota. Leonardo se tímto způsobem učí stavět loď pouze pomocí červených a modrých bloků.[7]

Leonardo může také sledovat, na co se člověk dívá. To umožňuje robotovi komunikovat s člověkem a objekty v prostředí. Lidé přirozeně budou následovat gesto nebo pohled a pochopí, že to, na co se ukazuje nebo na co se dívá, je předmět, o který se zajímá jiný člověk a se kterým bude diskutovat nebo s ním něco dělat. Skupina Personal Robots Group využila Leonardovu sledovací schopnost a naprogramovala robota tak, aby mohl jednat jako člověk, čímž se zaměřil na objekt, kterému člověk věnuje pozornost. Shodování se s lidským pohledem je jedním ze způsobů, jak se zdá, že Leonardo projevuje přirozenější chování.[8] Sdílení této pozornosti je jedním ze způsobů, které robotovi umožňují učit se od člověka. Rovněž je zásadní vyjádření robota, schopnost poskytnout zpětnou vazbu o jeho „porozumění“.

Další způsob, jak se Leo učí, je mimikry. Stejný způsob, jakým se děti učí porozumět světu a manipulovat s ním, je užitečné i pro sociálního robota. Napodobováním lidské mimiky a pohybu těla dokáže Leo rozlišovat mezi sebou a ostatními. Tato schopnost je pro lidi důležitá při vzájemném pohledu a je stejná pro sociálního robota. Schopnost pochopit, že „ostatní“ nemají stejné znalosti, jaké má, umožňuje robotu přesněji zobrazit jeho prostředí a lépe se rozhodovat na základě svého programování, co má v dané situaci dělat. Umožňuje také robotu rozlišovat mezi záměry člověka a jeho skutečným jednáním, protože lidé nejsou přesní. To by umožnilo člověku bez zvláštního tréninku učit robota.[7]

Leonardo může zkoumat sám, kromě tréninku s člověkem, což šetří čas a je klíčovým faktorem úspěchu osobního robota. Musí být schopen rychle se učit pomocí mechanismů, které lidé již používají (jako je prostorové lešení, sdílená pozornost, mimika a zaujetí perspektivy). Také to nemůže vyžadovat příliš mnoho času. A konečně by mělo být potěšením komunikovat, a proto je tak důležitá estetika a výraz. To jsou všechny důležité kroky, jak přivést robota do domu.

Interakce

Sdílená pozornost a zaujetí perspektivy jsou dva mechanismy, ke kterým má Leonardo přístup a které mu pomáhají přirozeně interagovat s lidmi. Leonardo také může dosáhnout něčeho podobného empatie zkoumáním dat, která získává napodobováním lidské mimiky, řeči těla a řeči. Podobným způsobem mohou lidé pochopit, co by ostatní lidé mohli cítit na základě stejných dat, Leonardo byl naprogramován podle pravidel teorie simulace, což mu umožnilo vyjádřit něco jako empatii.[9] V těchto ohledech se sociální interakce s Leonardem jeví jako lidštější, takže je pravděpodobnější, že lidé budou schopni pracovat s robotem v týmu.

Spolupráce

Leonardo může spolupracovat s člověkem na řešení běžného problému, jak to jeho tělo dovolí. Je efektivnější při práci bok po boku s člověkem díky teorii práce mysli, která je kombinována s jeho programováním. V úkolu, kde jeden člověk chce sušenky a další sušenky ze dvou uzamčených míst a jeden z nich přepnul umístění, může Leonardo sledovat prvního člověka, který se snaží dostat tam, kde si myslí, že jsou cookies, a otevřít krabici s cookies, což mu pomůže dosáhnout jeho cíl. Všechny Leonardovy sociální dovednosti spolupracují, takže mohou fungovat společně s lidmi. Když ho člověk požádá o provedení úkolu, může naznačit, co ví nebo neví a co může a co nemůže dělat. Robot komunikuje prostřednictvím výrazu a gesta a prostřednictvím vnímání výrazu, gesta a řeči je schopen pracovat jako součást týmu.[10]

Přispěvatelé

  • Profesor Cynthia Breazeal
  • Stan Winston
  • Lindsay MacGowan (umělecká vedoucí)
  • Richard Landon (technický vedoucí)
  • Tým Stan Winston Studios
    • Jon Dawe
    • Trevor Hensley
    • Matt Heimlich
    • Al Sousa
    • Kathy Macgowan
    • Michael Ornealez
    • Amy Whetsel
    • Joe Reader
    • Držák Grady
    • Rob Ramsdell
    • John Cherevka
    • Rodrick Khachatoorian
    • Kurt Herbel
    • Bohatý Haugen
    • Keith Marbory
    • Annabelle Troukens
  • Fardad Faridi (animátor)
  • Maturanti
    • Matt Berlin
    • Andrew „Zoz“ Brooks
    • Jesse Gray
    • Guy Hoffman
    • Jeff Lieberman
    • Andrea Lockerd Thomaz
    • Dan Stiehl
  • Matt Hancher (absolventi)
  • Hans Lee (absolventi)

Viz také

Bibliografie

Reference

  1. ^ „Furry Robots, Foldable Cars and More Innovations from MIT's Media Lab“. PBS. 2011-05-20.
  2. ^ „Domovská stránka projektu Leonardo“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-02-14. Citováno 2012-02-27.
  3. ^ A b Robert Capps (leden 2006). „50 nejlepších robotů vůbec“. Wired Magazine.
  4. ^ A b „Body Body projektu Leonardo“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-03-24. Citováno 2012-02-27.
  5. ^ „Stránka vize projektu Leonardo“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-03-24. Citováno 2012-02-27.
  6. ^ "Stránka Leonardo Project Skin". Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 02.03.2008. Citováno 2012-02-27.
  7. ^ A b „Stránka sociálního učení projektu Leonardo“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-03-24. Citováno 2012-02-27.
  8. ^ Andrew Brooks a Cynthia Breazeal (2006). "Práce s roboty a objekty: Revize deiktické reference pro dosažení prostorového společného základu". Salt Lake City: Interakce člověka s robotem. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  9. ^ „Stránka sociálního poznávání projektu Leonardo“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-03-24. Citováno 2012-02-27.
  10. ^ „Stránka projektu Leonardo Teamwork“. Skupina osobních robotů MIT Media Lab. Archivovány od originál dne 2012-03-24. Citováno 2012-02-27.

Další čtení

  • Brooks, Andrew; Cynthia Breazeal (2006). "Práce s roboty a objekty: revize deiktické reference pro dosažení prostorového společného základu". Interakce člověka a robota.
  • Breazeal, Cynthia; Matt Berlin; Andrew Brooks; Jesse Gray; Andrea Thomaz (2006). "Využití perspektivy k poučení se z nejednoznačných demonstrací". Robotika a autonomní systémy: 385–393. doi:10.1016 / j.robot.2006.02.004.
  • Breazeal, Cynthia; Cory Kidd; Andrea Thomaz; Guy Hoffman; Matt Berlin. „Účinky neverbální komunikace na efektivitu a robustnost v týmové práci člověk-robot“. MIT Media Lab.
  • Stiehl, Walter Dan (2005). Citlivé skiny a somatické zpracování pro afektivní a společenské roboty založené na přístupu somatické abecedy. Massachusetts Institute of Technology.

externí odkazy