Il cavo Guida ai Robot

Moderni robot non sono a differenza di bambini: È divertente vederli cadere, ma in fondo sappiamo che se facciamo ridere troppo duro, potrebbe sviluppare un complesso di crescere e avviare la III Guerra Mondiale. Nessuno di umanità creazioni si ispira ad un confuso mix di stupore, ammirazione e paura: vogliamo robot per rendere la nostra vita più facile e più sicuro, ma non riesco a portare noi stessi a fidarsi di loro. Li stiamo creando a nostra immagine, eppure siamo terrorizzati che ci soppiantino.,

Ma quella trepidazione non è un ostacolo al campo in piena espansione della robotica. I robot sono finalmente diventati abbastanza intelligenti e fisicamente in grado di uscire da fabbriche e laboratori per camminare e rotolare e persino saltare tra di noi. Le macchine sono arrivate.

Potresti essere preoccupato che un robot stia per rubare il tuo lavoro, e lo otteniamo. Questo è il capitalismo, dopo tutto, e l’automazione è inevitabile. Ma si può essere più propensi a lavorare a fianco di un robot in un prossimo futuro di avere uno sostituire voi., E ancora meglio notizie: È molto più probabile che fare amicizia con un robot di avere un omicidio voi. Urrà per il futuro!

La storia dei robot

La definizione di “robot” è stata confusa fin dall’inizio. La parola apparve per la prima volta nel 1921, nella commedia di Karel Capek R. U. R., o Rossum’s Universal Robots. “Robot” viene dal ceco per ” lavoro forzato.”Questi robot erano robot più nello spirito che nella forma, però. Sembravano umani, e invece di essere fatti di metallo, erano fatti di pastella chimica., I robot erano molto più efficienti delle loro controparti umane, e anche molto più omicidi-y—hanno finito per andare su una baldoria di omicidi.

R. U. R. stabilirebbe il tropo della Macchina non attendibile (ad esempio, Terminator, The Stepford Wives, Blade Runner, ecc.) che continua fino ad oggi-il che non vuol dire che la cultura pop non abbia abbracciato robot più amichevoli. Pensa a Rosie dei Jetsons. (Ornery, certo, ma certamente non omicida.) E non diventa molto più familiare di Robin Williams come uomo bicentenario.,

La definizione del mondo reale di “robot” è altrettanto scivolosa di quelle raffigurazioni fittizie. Chiedi 10 roboticists e si otterrà 10 risposte-come autonomo ha bisogno di essere, per esempio. Ma sono d’accordo su alcune linee guida generali: un robot è una macchina intelligente e fisicamente incarnata. Un robot può eseguire compiti autonomamente in una certa misura. E un robot può percepire e manipolare il suo ambiente.

Pensate a un semplice drone che si pilota intorno. Non e ‘ un robot. Ma dai a un drone il potere di decollare e atterrare da solo e percepire gli oggetti e improvvisamente è molto più robot., È l’intelligenza e il rilevamento e l’autonomia che è la chiave.

Ma non è stato fino al 1960 che una società ha costruito qualcosa che ha iniziato a soddisfare quelle linee guida. Fu allora che SRI International nella Silicon Valley ha sviluppato Shakey, il primo robot veramente mobile e percettivo. Questa torre su ruote era ben chiamata: imbarazzante, lenta, nervosa. Dotato di una fotocamera e sensori urto, Shakey potrebbe navigare in un ambiente complesso. Non era una macchina dall’aspetto particolarmente sicuro, ma era l’inizio della rivoluzione robotica.,

Nel periodo in cui Shakey stava tremando, i bracci robotici stavano iniziando a trasformare la produzione. Il primo tra loro era Unimate, che saldava i corpi auto. Oggi, i suoi discendenti governano le fabbriche di automobili, eseguendo compiti noiosi e pericolosi con molta più precisione e velocità di quanto qualsiasi essere umano possa radunare. Anche se sono bloccati sul posto, si adattano ancora molto alla nostra definizione di robot: sono macchine intelligenti che percepiscono e manipolano il loro ambiente.,

I robot, tuttavia, rimasero in gran parte confinati nelle fabbriche e nei laboratori, dove rotolavano o erano bloccati sul posto sollevando oggetti. Poi, a metà degli anni 1980 Honda ha avviato un programma di robotica umanoide. Ha sviluppato P3, che potrebbe camminare dannatamente bene e anche salutare e stringere la mano, per la gioia di una stanza piena di semi. Il lavoro sarebbe culminato in Asimo, il famoso bipede, che una volta ha cercato di eliminare il presidente Obama con un pallone da calcio ben calciato. (OK, forse era più innocente di così.)

Oggi, i robot avanzati stanno spuntando ovunque., Per questo si può ringraziare tre tecnologie in particolare: sensori, attuatori, e AI.

Quindi, sensori. Le macchine che rotolano sui marciapiedi per consegnare il falafel possono navigare nel nostro mondo solo grazie in gran parte alla Darpa Grand Challenge del 2004, in cui squadre di robotisti hanno messo insieme auto a guida autonoma per correre attraverso il deserto. Il loro segreto? Lidar, che spara fuori i laser per costruire una mappa 3-D del mondo., La conseguente corsa del settore privato per sviluppare auto a guida autonoma ha drasticamente ridotto il prezzo di lidar, al punto che gli ingegneri possono creare robot percettivi sul (relativo) economico.

Lidar è spesso combinato con qualcosa chiamato macchina vision—2-D o 3-D telecamere che permettono al robot di costruire un quadro ancora migliore del suo mondo. Sai come Facebook riconosce automaticamente la tua tazza e ti tagga in foto? Stesso principio con i robot. Algoritmi fantasiosi consentono loro di individuare determinati punti di riferimento o oggetti.,

I sensori sono ciò che impedisce ai robot di distruggere le cose. Sono il motivo per cui un robot mulo di sorta può tenere d’occhio su di voi, seguendo voi e schlepping la tua roba in giro; visione artificiale permette anche ai robot di scansione alberi di ciliegio per determinare dove meglio scuoterli , contribuendo a colmare enormi lacune di lavoro in agricoltura.

Le nuove tecnologie promettono di consentire ai robot di percepire il mondo in modi che vanno ben oltre le capacità degli umani., Stiamo parlando di vedere dietro gli angoli: al MIT, i ricercatori hanno sviluppato un sistema che osserva il pavimento all’angolo di, diciamo, un corridoio, e rileva i movimenti sottili che vengono riflessi dall’altro lato che l’occhio umano piddling non può vedere. Tale tecnologia potrebbe un giorno garantire che i robot non si schiantino contro gli esseri umani in edifici labirintici e persino consentire alle auto a guida autonoma di vedere scene occluse.

All’interno di ciascuno di questi robot c’è il prossimo ingrediente segreto: l’attuatore, che è una parola di fantasia per il motore elettrico combinato e il cambio che troverai nel giunto di un robot., È questo attuatore che determina quanto è forte un robot e quanto si muove senza intoppi o senza intoppi. Senza attuatori, i robot si accartoccerebbero come bambole di pezza. Anche robot relativamente semplici come Roombas devono la loro esistenza agli attuatori. Anche le auto a guida autonoma sono cariche di cose.

Gli attuatori sono ottimi per alimentare enormi bracci robotici su una linea di assemblaggio di automobili, ma un campo nuovo, noto come soft robotics, è dedicato alla creazione di attuatori che operano su un livello completamente nuovo., A differenza dei robot mulo, i robot morbidi sono generalmente morbidi e usano aria o olio per muoversi. Quindi, per esempio, un particolare tipo di muscolo robot utilizza elettrodi per spremere un sacchetto di olio, espandendosi e contraendosi per tirare su pesi. A differenza con attuatori tradizionali ingombranti, si potrebbe impilare un mucchio di questi per ingrandire la forza: Un robot di nome Kengoro, per esempio, si muove con 116 attuatori che rimorchiano su cavi, permettendo alla macchina di fare manovre inquietanti umani come flessioni., È una forma di movimento molto più naturale di quella che si otterrebbe con i motori elettrici tradizionali alloggiati nelle articolazioni.

E poi c’è Boston Dynamics, che ha creato il robot umanoide Atlas per la Darpa Robotics Challenge nel 2013. All’inizio, i team di ricerca di robotica universitaria hanno faticato a far sì che la macchina affrontasse i compiti di base della sfida originale del 2013 e del round finale del 2015, come girare le valvole e aprire le porte. Ma Boston Dynamics ha da quel momento trasformato Atlas in una meraviglia che può fare salti mortali, superando di gran lunga altri bipedi che hanno ancora difficoltà a camminare., (A differenza del Terminator, però, non pack calore. Boston Dynamics ha anche iniziato a noleggiare un robot quadrupede chiamato Spot, che può recuperare in modo inquietante quando gli umani calciano o tirano su di esso. Questo tipo di stabilità sarà fondamentale se vogliamo costruire un mondo in cui non passiamo tutto il nostro tempo ad aiutare i robot a uscire dagli inceppamenti. Ed è tutto grazie all’umile attuatore.

Allo stesso tempo, robot come Atlas e Spot stanno diventando più robusti fisicamente, stanno diventando più intelligenti, grazie all’IA., La robotica sembra raggiungere un punto di flesso, in cui la potenza di elaborazione e l’intelligenza artificiale si combinano per intrappolare veramente le macchine. E per le macchine, proprio come negli esseri umani, i sensi e l’intelligenza sono inseparabili—se prendi una mela finta e non ti rendi conto che è di plastica prima di infilartela in bocca, non sei molto intelligente.

Questa è una frontiera affascinante nella robotica (replicando il senso del tatto, non mangiando mele finte)., Una società chiamata SynTouch, ad esempio, ha sviluppato polpastrelli robotici in grado di rilevare una gamma di sensazioni, dalla temperatura alla ruvidità. Un altro dito robot della Columbia University replica il tocco con la luce, quindi in un certo senso vede il tocco: è incorporato con 32 fotodiodi e 30 LED, sovrapposti a una pelle di silicone. Quando quella pelle è deformata, i fotodiodi rilevano come la luce dai LED cambia per individuare esattamente dove hai toccato la punta delle dita e quanto sia difficile.,

Lontano dalle enormi ottusità che sollevano le porte delle auto sulle linee di assemblaggio automobilistiche, i robot di domani saranno davvero molto sensibili.

Il Futuro dei Robot

Sempre più sofisticate macchine possono popolano il nostro mondo, ma per i robot per essere davvero utile, che dovrà diventare più autosufficienti. Dopo tutto, sarebbe impossibile programmare un robot domestico con le istruzioni per afferrare ogni oggetto che potrebbe mai incontrare., Vuoi che impari da solo, ed è qui che entrano in gioco i progressi dell’intelligenza artificiale.

Prendi Brett. In un laboratorio UC Berkeley, il robot umanoide si è insegnato a conquistare uno di quei puzzle per bambini in cui si stipano pioli in diversi fori di forma. Lo ha fatto per tentativi ed errori attraverso un processo chiamato apprendimento di rinforzo. Nessuno gli ha detto come ottenere un piolo quadrato in un buco quadrato, solo che ne aveva bisogno., Quindi, facendo movimenti casuali e ottenendo una ricompensa digitale (fondamentalmente, sì, fai di nuovo quel genere di cose) ogni volta che si avvicina al successo, Brett ha imparato qualcosa di nuovo da solo. Il processo è super lento, certo, ma con il tempo i robotisti affineranno la capacità delle macchine di insegnarsi nuove abilità in ambienti nuovi, il che è fondamentale se non vogliamo rimanere bloccati a fare da babysitter.

Un’altra virata qui è quello di avere una versione digitale di un treno robot prima in simulazione, poi porta ciò che ha imparato al robot fisico in un laboratorio., Oltre a Google, i ricercatori hanno utilizzato video motion-capture di cani per programmare un cane simulato, quindi hanno utilizzato l’apprendimento di rinforzo per ottenere un robot a quattro zampe simulato per insegnare a se stesso a fare gli stessi movimenti. Cioè, anche se entrambi hanno quattro zampe, il corpo del robot è meccanicamente distinto da quello di un cane, quindi si muovono in modi distinti. Ma dopo molti movimenti casuali, il robot simulato ha ottenuto abbastanza ricompense per abbinare il cane simulato., Poi i ricercatori hanno trasferito quella conoscenza al vero robot in laboratorio, e abbastanza sicuro, la cosa poteva camminare – infatti, camminava ancora più velocemente dell’andatura predefinita del produttore del robot, anche se in tutta onestà era meno stabile.

13 Robot, reali e immaginari

Potrebbero diventare più intelligenti di giorno in giorno, ma per il prossimo futuro dovremo fare da babysitter ai robot. Per quanto avanzati siano diventati, lottano ancora per navigare nel nostro mondo. Si tuffano nelle fontane, per esempio., Quindi la soluzione, almeno per il breve termine, è quella di impostare call center in cui i robot possono telefonare agli esseri umani per aiutarli in un pizzico. Ad esempio, Tug the hospital robot può chiedere aiuto se sta vagando per le sale di notte e non c’è nessun essere umano in giro per spostare un carrello che blocca il suo percorso. L’operatore li avrebbe teleoperate il robot intorno l’ostruzione.

Parlando di robot ospedalieri. Quando la crisi del coronavirus ha preso piede all’inizio del 2020, un gruppo di robotisti ha visto un’opportunità: i robot sono i colleghi perfetti in una pandemia., Gli ingegneri devono usare la crisi, hanno sostenuto in un editoriale, per potenziare lo sviluppo di robot medici, che non si ammalano mai e possono fare il lavoro noioso, sporco e pericoloso che mette gli operatori sanitari umani in pericolo. Aiutanti robot potrebbero prendere le temperature dei pazienti e fornire farmaci, per esempio. Ciò libererebbe medici e infermieri umani per fare ciò che sanno fare meglio: risolvere i problemi e essere empatici con i pazienti, abilità che i robot potrebbero non essere mai in grado di replicare.,

La relazione in rapido sviluppo tra esseri umani e robot è così complessa che ha generato un proprio campo, noto come interazione uomo-robot. La sfida generale è questa: è abbastanza facile adattare i robot per andare d’accordo con gli umani—renderli morbidi e dare loro un senso del tatto—ma è un altro problema del tutto addestrare gli umani ad andare d’accordo con le macchine. Con Tug il robot ospedale, per esempio, medici e infermieri imparano a trattarlo come un nonno—ottenere l’inferno fuori del suo modo e aiutarlo a ottenere scollarsi se si deve., Dobbiamo anche gestire le nostre aspettative: robot come Atlas possono sembrare avanzati, ma sono lontani dalle meraviglie autonome che si potrebbe pensare.

Ciò che l’umanità ha fatto è essenzialmente inventato una nuova specie, e ora stiamo forse avendo un po’ di rimorso degli acquirenti. Vale a dire, cosa succede se i robot rubano tutti i nostri posti di lavoro? Nemmeno i colletti bianchi sono al sicuro da iper-intelligente AI, dopo tutto.

Un sacco di persone intelligenti stanno pensando alla singolarità, quando le macchine crescono abbastanza avanzate da rendere l’umanità obsoleta., Ciò si tradurrà in un massiccio riallineamento sociale e in una crisi esistenziale a livello di specie. Cosa faremo se non dovremo più lavorare? In che modo la disuguaglianza di reddito sembra qualcosa di diverso da quello esponenzialmente più terribile mentre le industrie sostituiscono le persone con le macchine?

Questi sembrano problemi lontani, ma ora è il momento di iniziare a meditarli., Che si potrebbe considerare un vantaggio per la narrazione killer-robot che Hollywood ci ha nutrito in tutti questi anni: Le macchine possono essere limitate al momento, ma noi come società abbiamo bisogno di pensare seriamente a quanto potere vogliamo cedere. Prendiamo San Francisco, ad esempio, che sta esplorando l’idea di una tassa sui robot, che costringerebbe le aziende a pagare quando spostano i lavoratori umani.

Non posso stare qui a prometterti che i robot un giorno non ci trasformeranno tutti in batterie, ma lo scenario più realistico è che, a differenza del mondo di R. U. R.,, gli esseri umani e i robot sono pronti a vivere in armonia-perché sta già accadendo. Questa è l’idea della molteplicità, che è più probabile lavorare a fianco di un robot che essere sostituito da uno. Se la tua auto ha un cruise control adattivo, lo stai già facendo, lasciando che il robot gestisca il noioso lavoro autostradale mentre prendi il sopravvento per la complessità della guida in città. Il fatto che l’economia statunitense si sia fermata durante la pandemia di coronavirus ha reso abbondantemente chiaro che i robot non sono affatto pronti a sostituire gli umani in massa.,

Le macchine promettono di cambiare praticamente ogni aspetto della vita umana, dall’assistenza sanitaria al trasporto al lavoro. Dovrebbero aiutarci a guidare? Assolutamente. (Dovranno, però, prendere la decisione di uccidere a volte, ma i benefici della guida di precisione superano di gran lunga i rischi.) Dovrebbero sostituire infermieri e poliziotti? Forse no-certi lavori possono sempre richiedere un tocco umano.

Una cosa è abbondantemente chiara: le macchine sono arrivate. Ora dobbiamo capire come gestire la responsabilità di aver inventato una nuova specie.,

Per saperne di più

• Se vuoi che un robot impari meglio, Sii un idiota
  Un buon modo per far imparare un robot è fare il lavoro in simulazione, in modo che la macchina non si danneggi accidentalmente. Ancora meglio, si può dare amore duro cercando di battere gli oggetti dalla sua mano.

• Spot il cane robot Trotta nel mondo grande e cattivo
  La creazione di Boston Dynamics sta iniziando a fiutare il suo ruolo nella forza lavoro: come un cane utile che a volte ha ancora bisogno di tenere la zampa.,

• Infine, un robot che si muove come una lingua
  Braccia di polpo e tronchi di elefante e lingue umane si muovono in un modo affascinante, che ora ha ispirato un nuovo affascinante tipo di robot.

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  Per qualcosa nato oltre un secolo fa, il motore elettrico non ha davvero esteso completamente le sue ali. Il problema? I combustibili fossili sono semplicemente troppo facili, e per il momento, a buon mercato. Ma ora, sono in realtà i robot, con i loro attuatori, che stanno alimentando l’ascesa segreta del motore elettrico.,

• Questo pesce robot si alimenta con sangue finto
  Un pesce leone robot utilizza un sistema vascolare rudimentale e “sangue” per energizzare se stesso e idraulicamente alimentare le sue pinne.

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  In un centro di smistamento Amazon, uno sciame di robot lavora al fianco degli esseri umani. Ecco cosa dice di Amazon – e il futuro del lavoro.

Questa guida è stata aggiornata l’ultima volta il 13 aprile 2020.

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