Начнем с говорящих голов. Они раскиданы по всему миру, но если вы хотите воочию увидеть это чудо техники, отправляйтесь в Бирмингем, в научный музей Thinktank. Это ближе всего к нам. Предупредим сразу: голова профессора Ноэля – не самое передовое творение в этой области, но отнюдь не безынтересное.

Нет слов, одни эмоции

Робот-голова eMo, созданная профессором университета Шеффилда (Великобритания) Ноэлем Шарки, обычно вызывает у посетителей музея противоречивые эмоции. С одной стороны, eMo – чудище, каких поискать. Железный нос сифилитика, глаза-объективы, огромные силиконовые ярко-красные губы, даже без упоминания щек-ложек и бровей-шнурков станет понятно, как страшно работать ночным смотрителем этого музея. Но, с другой стороны, eMo – одно из самых трогательных существ в мире: вы только посмотрите, как он улыбается! В отличие от его телесных собратьев, робот-голова умеет чувствовать. Помимо нейтрального выражения лица eMo, с которым он пребывает в одиночестве, профессор Ноэль одарил его пятью эмоциями.

Самые популярные из них – радость и удивление. Иногда eMo грустит, ну а если вы будете вести себя слишком нестандартно, например попытаетесь напугать eMo резкими движениями, то голова профессора Ноэля выразит свое раздражение или даже гнев. При этом сервоприводы, участвующие в процессе (всего их 21), сузят зрачки глаз, задерут нос, раздуют щеки, сожмут губы и насупят брови. Многие из посетителей музея ошибочно полагают, что еMo видит объективами своих глаз. На самом деле для зрения он используют свою корону, составленную из пяти инфракрасных дальномеров. Они засекают посетителей, определяют их расположение и перемещения, передают эти данные на компьютер, тот анализирует и в итоге выдает на сервомоторы команды по повороту головы и выражению одной из пяти эмоций. Причем, если посетители долгое время стоят возле eMo, это чудище начинает с ними безмолвно говорить, имитируя человеческое общение шевелением губ и посредством простой мимики. Увы, eMo и нем, и глух. Впрочем, следующая голова профессора Ноэля, по заверениям ученого, уже научится разговаривать, а возможно, и слышать. Однако и она не обещает стать чем-то из ряда вон. В Штатах, в музее Массачусетсского технологического института (MIT), с 2002 года обитает близкий и более одаренный родственник eMo – Kismet.

Годовалый роборебенок

Кисмет был разработан на рубеже веков группой специалистов по робототехнике MIT, возглавляемой профессором Синтией Бризил. И несмотря на то, что со времени создания этой эмоциональной головы появились и другие головы, Кисмет до сих пор значится в Книге рекордов Гиннесса как «Самый эмоционально чуткий робот».

Чтобы узнать подробности об этой разработке, мы отправили по электронной почте уточняющие вопросы создателям Кисмета. Каково же было наше удивление, когда на вопросы, заданные на английском, мы получили ответы на хорошем русском языке! Нам писала Полина Варшавская, аспирантка кафедры робототехники MIT. Полина родилась в Санкт-Петербурге, но уже успела пожить во многих городах и получить диплом о высшем образовании в Лондоне. Сейчас она работает над управлением самоконфигурирующимися модульными роботами в МIT. «Для Кисмета я сделала немного, – объясняет Полина, – я разрабатывала программное обеспечение для так называемой системы обретения протоязыка. Это был относительно неудачный проект, в отличие от самого робота. Кисмет не умел говорить, но он много ‘лепетал’, то есть издавал звуки, похожие на лепет годовалого ребенка». От Полины мы узнали, что Кисмет был наделен еще и слухом. Слов голова из Массачусетса не понимала, зато умела распознавать четыре вида интонаций – привлечение внимания, назидание или ругательство, успокаивающую и нейтральную речь. Услышав знакомую интонацию, робот соответственно реагировал – показывал свою готовность (голова подавалась вперед, уши навострялись), съеживался или улыбался.

На то время Кисмет был триумфом робототехники, сейчас же триумфаторами все чаще выступают ученые из Японии и Кореи. Они освоили новый уровень, перейдя от создания эмоциональных голов к полноценным андроидам. Так что если на выставке по робототехнике вы случайно увидите симпатичную кореянку или японку, прежде чем знакомиться с ней, сначала убедитесь, что она не робот.

Механический клон

Мой очередной собеседник, Хироши Ишигуро, – общепризнанный гуру в области роботов-андроидов. Именно его девушки-андроиды на сегодняшний день считаются самыми передовыми в мире. Когда на одной из выставок Ишигуро представил разработанную им девушку-робота Repliee Q1, многие посетители принимали ее за живую японку. Настолько искусно был выполнена силиконовая оболочка, под которой скрывались механические внутренности барышни – 42 сервопривода, приводимые в движение от сжатого воздуха по командам компьютера. Но первые же движения андроида шокировали наблюдателей: симпатичная девушка превращалась в зомби. Так что робот выдавал себя с головой за считанные секунды. То же самое, только еще быстрее, происходило и с корейскими красавицами.

Но это только начало пути, «первые блины». Профессор Ишигуро уверен, что в близком будущем человеку уже потребуется несколько минут, чтобы раскусить андроида. Правда, для этого придется решить сложнейшую задачу управления. «Согласно моим исследованиям, – сообщает Хироши, – для создания высокоточного андроида потребуется как минимум 200 сервоприводов. И все равно даже такого совершенного робота можно будет распознать». Почему? «Его выдаст компьютер или искусственный интеллект. Вряд ли когда-нибудь мы сможем создать совершенную копию человеческого мозга».

В отличие героев фантастических романов Хироши не вынашивает идеи завоевания мира с помощью армии андроидов. Напротив, он хочет сделать жизнь людей проще, легче, приятней. Например, в Японии не принято беспокоить прохожих и спрашивать у них, как пройти в то или иное место. Почему бы не заселить улицы роботами, которые давали бы полезные советы и при этом общались с людьми по-человечески – с мимикой и эмоциями. Или, например, прийти на помощь стареющей нации с помощью механических медсестер и сиделок. Все это уже реальные проекты, над которыми вплотную работают японские специалисты. Сам же профессор Ишигуро в скором времени собирается явить миру своего очередного андроида. Это будет мужчина. Можно сказать даже точнее: это будет Хириши Ишигуро. Подобно богу, японский ученый решил создать робота по своему образу и подобию. Вот только цели у него куда менее глобальные. Механического себя Хироши собирается использовать для телекоммуникаций. Дело в том, что профессор Ишигуро преподает сразу в двух местах – в университете города Осака и в Исследовательском институте передовых телекоммуникаций (ATR) в Киото. Сейчас ему приходится ездить из одного города в другой, но после того, как Хироши разработает андроида, необходимость в утомительных передвижениях отпадет. «Я смогу существовать в ATR в виде андроида, – рассказывает профессор, – и когда мне нужно будет там выступить, я передам андроиду по интернету свой голос и простые телодвижения».

Не поработи робота!

«Как вы относитесь к тому, что вашими разработками сильно интересуются производители и потребители различных силиконовых кукол?» – этот вопрос о темной стороне человекоподобных роботов я так и не решился задать Хироши. С тех пор, как профессор Ишигуро стал известен как создатель девушек-»терминаторов», ему постоянно звонят журналисты изданий далеко не технической направленности. Поэтому в самом начале нашего разговора Хироши предупредил, что «не переваривает» вопросов, далеких от науки. А проблема существует. Тысячи людей по всему миру с нетерпением ждут, когда же производители дорогих силиконовых кукл ценой в несколько тысяч долларов начнут выпускать сексуальных роботов, которые будут дышать, издавать звуки и двигаться. А производители подобных «игрушек» уже ведут исследования в этом направлении, и кто знает, к чему это может привести. Представьте, если такие секс-роботы вскоре научатся мыть посуду, стирать, пылесосить, ходить в магазин. Не приведет ли это к тому, что многие из нас предпочтут робота человеку? Ведь внешне робот будет идеально соответствовать вкусу его обладателя, отличаться милым и послушным характером, а требовать будет разве что регулярной электрической подзарядки и своевременного технического обслуживания...

И все-таки большинству специалистов слабо верится в такое будущее. «Кто-то, возможно, и будет испытывать к роботам любовные чувства, – допускают они, – но для большинства из нас они будут просто друзьями». Ну а в том, что роботы будут именно друзьями, а не просто какой-то подсобной техникой, можно не сомневаться. Ведь они уже научились улыбаться, а для дружбы – это самое главное.

Десятки ученых по всему миру сейчас создают роботов, похожих на человека и способных общаться с ним на его же языке. До того, как подобные роботы обживут наши улицы и дома, мы предлагаем вам познакомиться с несколькими из них на страницах нашего журнала.

Рис. 1. K-bot – одно из наиболее реалистичных андроидных лиц. Оно было создано Дэвидом Хенсоном из Техасско-Далласского университета по образу и подобию его ассистентки Кристены Нельсон. Помимо основных эмоций робот может хмуриться и даже подозрительно коситься. Для создания эмоций используется 24 сервомотора, а в глазах робота установлены цифровые камеры, которые посылают сигналы на управляющий компьютер.

Рис. 2. Корейский робот Albert Hubo с головой Эйнштейна за свою недолгую жизнь уже успел пожать руку главам многих государств. Это ему удалось сделать на форуме Азиатско-Тихоокеанского экономического сотрудничества. Голова этого робота, оснащенная 31 сервомотором, закреплена на механизированном туловище. Насколько нам известно, это пока единственная андроидная голова, способная передвигаться своим ходом.

Рис. 3. Actroid – один из наиболее совершенных человекоподобных роботов. Двигаться эта роботизированная барышня (3) не способна, зато она умеет выражать вполне реалистичные эмоции, немного слышать и говорить. Причем помимо японского языка она знает английский, корейский и китайский. Компания KOKORO, создавшая робота, планирует использовать его для подсказок на стойках ресепшена и в некоторых других местах.

Рис. 4. На этой голове японский гуру андроидных лиц профессор Фумио Хара отрабатывал эмоции и реакции.

Рис. 5. Одна из первых реалистичных работ, упрятанных в «кожу». Для упрощения задачи Фумио использовал только одну камеру в левом глазу. По ее показателям компьютер определял эмоции окружающих людей и пытался выдавать адекватные команды на сервомоторы лица.

Вряд ли кто-то сомневается, что в скором будущем роботы смогут решать множество бытовых проблем, которые сегодня ложатся на плечи людей. Но задумывались ли вы о том, как будут выглядеть наши помощники? Должны ли они обязательно быть похожими на людей?

Инженеры-робототехники, конструирующие машины, которые должны взаимодействовать с людьми, не могут не считаться с теорией японского робототехника Масахиро Мори, который еще в 1970-х после ряда психологических экспериментов установил: человекоподобная внешность машины располагает людей к себе, но как только робот переступает определенный порог – становится чересчур похожим на человека, – следует реакция отторжения. Создатели нового робота ростом 80 см Массачусетсского технологического института решительно отказались от слишком человекоподобного облика. «При взаимодействии человека с антропоморфным роботом возникают завышенные ожидания, которые слишком трудно удовлетворить, – говорит руководитель этого проекта Мэтт Хэнчер. – В облике нашего Леонардо смешаны черты кошки и собаки, но мы сделали ему большие глаза и крупную голову, по пропорциям соответствующую голове трех-пятилетнего ребенка». Леонардо выглядит и действует, как едва начавшийходить малыш. Лиши его шерсти, и он, того и гляди, вызовет ассоциации с каким-то зомбированным ребенком. Другие создатели роботов, такие как Дэвид Хансон, надеются преодолеть теорию Мори, вырабатывая у своих творений поведение, неотличимое от человеческого: он создал робота Филипа К. Дика по образу и подобию умершего в 1982 году знаменитого фантаста, автора книги «Мечтают ли андроиды об электроовцах?». Андроид Хансона обладает выразительным лицом, способен поддерживать беседу, он убедительно рассуждает, подкрепляя свои слова соответствующей мимикой. «Люди проводят часы за болтовней с нашим роботом, не выпуская его руки из своей, – рассказывает Хансон. – Взаимодействие не назовешь безупречным, но публику это не очень раздражает». Если внешний вид и поведение робота соответствуют поставленной задаче, тогда каждый из этих двух подходов приводит к положительным результатам. И все же создание по-настоящему реалистичного андроида остается одной из самых сложных задач, провоцирующих честолюбие инженеров-робототехников.

Полина Варшавская хорошо знает, какие барьеры лежат на пути вербального общения человека и машины. Мы поинтересовались у нее, когда роботы научатся говорить с нами.

Начну со встречного вопроса: что значит говорить с нами? Хорошо поставленным голосом повторять заранее запрограммированные фразы? Поддерживать непринужденную беседу за чашечкой кофе? Или же уметь донести до пользователя нужную информацию по определенной, узко очерченной теме в простой, доступной форме?

Если первое, то с точки зрения искусственного интеллекта это неинтересно. Если второе, то, несомненно, сложнее всего научить роботов понимать, о чем говорят люди. Вообще-то существует очень много сложных составляющих разговорной системы: надо уметь распознать речь (то есть из непрерывной звуковой волны выявить слова и предложения), грамматическую структуру сказанного, а также понять смысл, в том числе и то, что собеседник имел в виду в контексте данного разговора. Последнее, кстати, часто выражается не только смыслом слов и синтаксической структурой предложений, но и интонацией, жестами, выражением лица и другими невербальными сигналами. Психологи и лингвисты считают, что большая доля смысловой нагрузки разговора передается с помощью вот этих невербальных сигналов. Чтобы робот смог говорить с человеком на равных, его надо научить обрабатывать эту огромную информацию – распознавать и учитывать изменения в голосе, в интонации, а также понимать смысл жестов и выражения лица. Иными словами, чтобы хорошо говорить, неплохо было бы еще и хорошо видеть. Задача разрастается очень быстро. Если даже предположить, что слов и контекста достаточно для поддержания разговора, остается проблема понимания сказанного. Мы, люди, понимаем друг друга оттого, что у нас практически одинаковые системы восприятия мира и возможности действий в этом мире. У нас есть руки, ноги, глаза и так далее. У робота принципиально иное устройство и иные возможности. К тому же наше понимание мира обусловлено эволюцией мозга и многотысячелетним опытом человечества. Обучение или передача роботу той системы координат, в которой вращаются и общаются между собой люди, – на настоящий момент нерешенная задача. Даже просто понять, о чем идет речь, очень сложно. А ведь еще надо и что-то отвечать!

Самым перспективным кажется третий вариант: диалог между пользователем и роботом или компьютером ради получения конкретной информации по конкретной теме из узкого круга допустимых. При этом информацию можно найти в базе данных, а разговор с системой – лишь очень удобный вид поиска, но язык используется самый обыкновенный, без каких-либо поправок на несовершенство системы. В этом направлении сейчас идет работа, например, с автоматическими системами поиска транспортных рейсов, базами географических данных и даже виртуальным агентом по продаже недвижимости (эта исследовательская группа прекратила свое существование в 2003 году, но проект был замечательный). Языковые сложности в подобных проектах те же, но специфика темы позволяет довести понимание речи до удовлетворительного.