CoRA złota rączka

To właśnie dłoń i jej sprawność czyni nas ludźmi. Dzięki niej potrafimy wkręcić mikroskopijną śrubkę z zamkniętymi oczami. Jesteśmy w stanie odnaleźć spinkę w gąszczu różnych rzeczy w torebce – trafiamy na nią, nie patrząc i nie przerywając rozmowy z koleżanką. Nawet nie zdajemy sobie sprawy z tego, jak złożone ruchy przy tym wykonujemy. Sięgamy po uszko kruchej porcelanowej filiżanki, wypełnionej po brzegi herbatą, i niesiemy ją do ust, nie roniąc ani kropli. Przychodzi nam to naturalnie, mimochodem. Ręka jakby sama trafia na filiżankę, sama dostosowuje odstęp między palcami do grubości porcelanowego uszka, siłę nacisku do kruchości materiału. Ściskamy uszko dostatecznie silnie, by filiżanka nie wysunęła się z dłoni, ale nie za silnie – by nie ułamać uszka, a przy tym utrzymujemy naczynie w równowadze. Mistrzostwo świata w tej dziedzinie osiągamy bez wysiłku i namysłu.

O tym, jak złożone procesy kryją się za tymi pozornie prostymi ruchami, przekonują się badacze sztucznej inteligencji. Od lat próbują stworzyć maszyny, które potrafiłyby robić to, co my: rozpoznać rzecz, chwycić ją, trafiać do celu i tym podobne działania. Jak dotąd, udaje im się to ze średnim skutkiem. Przyznają: choć potrafimy stworzyć komputery, które pokonują szachowych arcymistrzów i są lepsze od nas w operacjach logicznych i planowaniu, to już trzyletnie dziecko jest sprawniejsze ruchowo niż najlepsze nawet maszyny. Dlaczego? W czym tkwi trudność?

Największą zaletą ludzkiego układu narządów ruchu jest jego elastyczność. Dzięki niej bez problemu dostosowujemy nasze zachowanie do wciąż zmieniającego się otoczenia. Tego właśnie nie potrafią roboty. Co prawda przetwarzają nawet najbardziej złożone informacje dotyczące kształtu i położenia obiektów, a ich precyzja przewyższa ludzką, jednak nie potrafią sięgnąć po dowolną rzecz i użyć jej do wykonania jakiejś czynności.

Wciąż jesteśmy mistrzami w wykonywaniu skomplikowanych ruchów, za każdym razem zmieniając je i dostosowując do okoliczności. Nie mamy w tym sobie równych. Ale to się zmienia.

Tajemnica snajperów
Być może krokiem, który pozwoli przekroczyć tę barierę, jest człekopodobny robot CoRA (ang. Cooperative Robot Assistant). Zastosowano w nim rozwiązania oparte na zasadach działania układu ruchu człowieka. Android wyposażony jest w dwie kamery oraz mikrofon, dzięki czemu rozpoznaje przedmioty, gesty, słowa, a nawet potrafi patrzeć w tym samym kierunku co człowiek, z którym współpracuje. Głowa robota porusza się w górę, w dół i na boki. Robot dysponuje – jak to określają badacze – dwoma „stopniami wolności”.

„Ciało” robota to ramię zamontowane na pionowym, obrotowym, przymocowanym do specjalnego blatu tułowiu. Ramię to jest w dużym stopniu samodzielne, dysponuje aż siedmioma „stopniami wolności” – pod tyloma kątami może się poruszać (ASIMO, android zbudowany przez Hondę, dysponuje aż 26 stopniami swobody (por. s. 59). Dzięki temu CoRA jest w stanie wykonać szereg prac, podczas których może dowolnie zmieniać ustawienie swojego ramienia, nie zmieniając jednocześnie pozycji samej „dłoni”. Poprzez obrócenie tułowia, CoRA zmienia się z robota praworęcznego w leworęcznego – w zależności od tego, którą ręką posługuje się jego partner.

Projektując CoRA, badacze korzystali z wiedzy zgromadzonej przy okazji analiz ruchu człowieka strzelającego z pistoletu. Już w latach 30. ubiegłego wieku rosyjski naukowiec Mikołaj Bernstein zaobserwował, że strzelając raz po raz do tego samego celu, człowiek za każdym razem przyjmuje nieco inną pozę. Przy każdym strzale stawy jego ręki układają się nieco inaczej. Dzieje się tak zarówno w przypadku początkujących strzelców, jak i mistrzów w strzelaniu z pistoletu. U jednych i drugich podczas kolejnych strzałów nieznacznie zmienia się pozycja ramienia i dłoni. Dlaczego zatem wprawni snajperzy trafiają częściej?

Wspólnie z Johnem Scholzem z University of Delaware i Markiem Latashem z Penn State University uchyliliśmy rąbka tej tajemnicy. Podczas testów odkryliśmy, że profesjonaliści lepiej pot...