Shakey de Robot – Complete Geschiedenis van Shakey de Robot

Charles Rosen met Shakey in 1983

Charles Rosen met Shakey in 1983

Shakey, de eerste mobiele robot met het vermogen om waar te nemen en reden over de omgeving, werd opgericht in de late jaren 1960 in Stanford Research Institute (SRI) door een groep van ingenieurs, beheerd door Charles Rosen, als het project werd gefinancierd door de Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).In November 1963 bedacht Charles Rosen, die de Machine Learning Group op SRI had opgericht, ‘ s werelds eerste mobiele automaat. In het volgende jaar stelde Rosen voor om een robot te bouwen die voor zichzelf kon denken, maar zijn idee werd door velen in het ontluikende AI-veld sceptisch ontvangen. In hetzelfde jaar vroeg Rosen financiering aan bij DARPA, dat fondsen toekent voor de ontwikkeling van opkomende technologieën. Het kostte Rosen twee jaar om de financiering te krijgen (DARPA verleende de onderzoekers $750000 – meer dan $5 miljoen in het geld van vandaag), en het duurde nog zes jaar, tot 1972, voordat ingenieurs bij SRI ‘ s AI Center klaar met het bouwen van Shakey.

hoofdmodules van Shakey

de hoofdmodules van Shakey

Shakey waren iets minder dan twee meter hoog en hadden drie secties. Aan de onderkant was een platform op wielen (twee stappenmotoren, één aangesloten op elk van de zij-gemonteerde aandrijfwielen) dat de robot zijn mobiliteit gaf, en botsingsdetectiesensoren. Bovenop dat waren wat eruit zag als drie slide-in eenheden in een rek. Die hielden robot ‘ s camera-control unit en de on-board logica. Gestapeld op de bovenste eenheid was een afstandsmeter en een TV-camera en een radio-antenne uitsteken van de bovenkant.

een radioverbinding verbonden Shakey met een computer, die de inkomende gegevens kon verwerken en commando ‘ s kon sturen naar de circuits die de motoren van de robot bestuurden. Aanvankelijk werd een SDS (Scientific Data Systems) 940 computer gebruikt. Rond 1969 verving een krachtiger DEC PDP-10 de SDS 940. De PDP-10 gebruikte een groot magnetisch drumgeheugen (met de grootte van een koelkast, hield ongeveer 1 megabyte) voor het wisselen van tijd-gedeelde taken in en uit het werkende kerngeheugen.

Shakey gebruikte zowel de Lisp-programmeertaal als FORTRAN en reageerde op eenvoudige Engelstalige commando ‘ s. Een commando om 2,1 voet te rollen zou er als volgt uitzien:
SHAKEY = (rol 2,1)
andere commando ‘ s waren TILT, PAN, maar er waren ook GOTO statements (die in plaats van naar een nieuwe positie in de code te springen de Shakey naar een nieuwe positie in de echte wereld zouden laten gaan.
SHAKEY = (GOTO D4)
wat belangrijker is, Shakey zelf zou eerst de route die het zou gaan nemen plannen, zelfs het uitzetten van een koers rond obstakels. En het kan andere nuttige taken uitvoeren, zoals het verplaatsen van dozen.
SHAKEY = (PUSH BOX1 = (14.1, 22.7))

Shakey in het Life Magazine van 20 Nov 1970

Shakey in het Life Magazine van 20 Nov 1970

Shakey werd gepresenteerd in een uitgebreid artikel in Life Magazine van 20 Nov 1970 (zie de bovenste afbeelding). Een deel van het artikel is als volgt:
het zag er op het eerste gezicht uit als een goed humoristische wagen die helaas behoefte had aan een lenteverf. Maar in plaats van een piepklein belletje bovenop zijn doosvormige lichaam was er een grote mechanische whangdoodle die omhoog kwam, vol lenzen en kabels, als een rommelige sculptuurspuwer.”Meet Shaky,” zei de jonge wetenschapper die me liet zien door het Stanford Research Institute. “De eerste elektronische persoon.”
ik zocht naar een twinkeling in het oog van de wetenschapper. Die waren er niet. Sober als een vergelijking, ging hij zitten aan een ingang terminal en typte een korte instructie die werd ingevoerd in Shaky ‘ s “hersenen”, een computer opgezet in een nabijgelegen kamer: duw het blok van het PLATFORM.
er begon iets van binnen te neuriën. Een groot glazen prisma in de vorm van een dikke plak taart en geplaatst in het midden van wat doorgegeven voor zijn gezicht draaide sneller en sneller tot het opgelost in een schittering dan zijn bovenbouw maakte een langzame 360 graden draaien en zijn gezicht leunde naar voren en leek te staren naar de vloer. Als de zoem steeg tot een whir, wankel rolde langzaam uit de kamer, draaide zijn bovenbouw weer en draaide links de gang op ongeveer vier mijl per uur, nog steeds staren naar de vloer.”Guides himself by watching the plinten”, legde de wetenschapper uit toen hij haastte om bij te blijven. Bij elke open deur Shaky gestopt, draaide zijn hoofd, inspecteerde de kamer, draaide weg en stationair op naar de volgende open deur. In de vierde kamer zag hij wat hij zocht: een platform van een voet hoog en acht voet lang met een groot houten blok erop. Hij ging naar binnen, stopte toen kort in het midden van de kamer en staarde voor ongeveer vijf seconden op het platform. Ik staarde er ook naar.
” hij zal het nooit halen. Ik dacht dat zijn wielen te klein waren. “Ineens kreeg ik ganzenvlees. “Wankel”, realiseerde ik me, ” is hetzelfde denken als ik denk!.”
Shaky dacht ook sneller. Hij draaide zijn hoofd langzaam tot zijn oog kwam te rusten op een brede ondiepe helling die lag op de vloer aan de andere kant van de kamer. Zoemend brisky, stak hij over naar de helling, semi-cirkelde het en vervolgens duwde het recht over de vloer tot de high-end van de helling raakte het platform. Een paar meter terugrollen, hij cased de situatie opnieuw en ontdekte dat slechts een hoek van de helling was het aanraken van het platform. Hij rolde snel naar de andere kant van de oprit en duwde hem tot het gat dicht was. Toen zwaaide hij rond, laadde de helling op, plaatste het blok en duwde het voorzichtig van het platform.
vergeleken met de glamoureuze elektronische Elfen die over televisieschermen tuimelen, lijkt Shaky misschien niet veel. Geen death-ray ogen, geen geheime transistorized lust voor nubile lab technici. Maar in feite is hij een historische prestatie. De taak die ik hem zag uitvoeren zou de talenten van een levendig 4-jarig kind belasten, en de mannen die de afgelopen twee jaar het wankele project hebben geleid-Charles Rosen, Nils Nilsson en Bert Raphael—zeggen dat hij in staat is tot veel meer verfijnde routines. Gewapend met de juiste apparaten en vooraf geprogrammeerd met basisinstructies, kon Shaky maandenlang over de maan reizen en, zonder een piep van richting van de aarde, rotsen verzamelen, kernen boren, enquêtes en foto ‘ s maken en zelfs besluiten om plankbruggen te leggen over spleten die hij had besloten over te steken.Het centrum van al deze ingewikkelde activiteit is Shaky ‘ s “brain”, een opmerkelijk geprogrammeerde computer met een capaciteit van meer dan 1 miljoen “bits” aan informatie. In weerwil van de rustgevende conventionele opvatting dat de computer slechts een verheerlijkt telraam is, dat onmogelijk het menselijke monopolie van de rede kan betwisten. Shaky ‘ s hersenen laten zien dat machines kunnen denken. Verschillend gedefinieerd, denken omvat processen als “het uitoefenen van de bevoegdheden van oordeel” en “reflecteren voor het doel van het bereiken van een conclusie.”In sommige op deze punten—onder hen bevoegdheden van herinnering en wiskundige Behendigheid–Shaky’ s hersenen kunnen beter denken dan de menselijke geest.Marvin Minsky van MIT ‘ s Project Mac, een 42-jarige polymath die belangrijke bijdragen heeft geleverd aan kunstmatige intelligentie, vertelde me onlangs met stille zekerheid: “over drie tot acht jaar zullen we een machine hebben met de algemene intelligentie van een gemiddelde mens. Ik bedoel een machine die Shakespeare kan lezen, een auto insmeren, kantoorpolitiek spelen, een grap vertellen, ruzie maken. Op dat moment zal de machine zichzelf beginnen te onderwijzen met fantastische snelheid. Over een paar maanden zal het op geniaal niveau zijn en een paar maanden daarna zullen zijn bevoegdheden onberekenbaar zijn.”
I had to smile at my instant credulity-the nervous of smile that comes when you realized you ‘ ve be taken into by a clever piece of science fiction. Toen ik Minsky ’s profetie controleerde met andere mensen die werken aan kunstmatige intelligentie, zeiden velen bij hen dat Minsky’ s tijdschema misschien wat wishful zou zijn—”geef ons 15 jaar” was een veel voorkomende opmerking—maar allen waren het erover eens dat er zo ‘ n machine zou zijn en dat het de derde industriële revolutie zou kunnen versnellen, oorlog en armoede zou kunnen uitroeien en eeuwen van groei in wetenschap, onderwijs en kunst zou kunnen oprollen. Tegelijkertijd vrezen een aantal computerwetenschappers dat het godsgeschenk een Golem kan worden. “De beperkte geest van de mens, “zegt Minsky,” kan niet in staat zijn om dergelijke immense mentaliteiten te beheersen.”
intelligentie in machines heeft zich met verrassende snelheid ontwikkeld. Het was slechts 33 jaar geleden dat een wiskundige genaamd Ronald Turing bewees dat een computer, als een brein, elke vorm van informatie kan verwerken-zowel woorden als getallen, ideeën net zo gemakkelijk als feiten; en nu is er wankel, met een innerlijke kern die lijkt op het centrale zenuwstelsel van de mens. Hij bestaat uit vijf grote systemen van circuits die heel nauw overeenkomen met hoe menselijke vermogens–sensatie, rede, taal, geheugen, ego en deze vermogens harmonieus samenwerken om iets te produceren dat zich eigenlijk heel erg gedraagt als een rudimentair persoon.Shaky ’s memory faculty, gebouwd naar een model ontwikkeld aan het MIT, neemt input van Shaky’ s video-oog, optische afstandsmeter, telemetrieapparatuur en aanraakgevoelige antennes; smaak en gehoor zijn de enige zintuigen die Shaky tot nu toe niet heeft. Deze input wordt dan geleid door een “mentaal proces” dat patronen herkent en Shaky vertelt wat hij ziet. Een punt-voor-punt impressie van de video-ingang, net als het beeld op een TV-scherm, wordt geconstrueerd in Shaky ‘ s hersenen volgens de wetten van de Analytische meetkunde. Donkere gebieden worden gescheiden van lichte gebieden, en als twee van deze contrasterende gebieden elkaar toevallig ontmoeten langs een scherpe genoeg lijn, wordt de lijn herkend als een rand. Met een paar randen voor aanwijzingen, Shaky kan meestal raden wat hij kijkt naar (net als mensen kunnen) zonder de moeite om in te vullen alle functies aan de verborgen kant van het object. In feite, de kunst van het herkennen van patronen is nu zo ver gevorderd dat alleen door het toevoegen van een paar vergelijkingen Shaky ‘ s scheppers kon hem leren om een vertrouwd menselijk gezicht te herkennen elke keer dat hij het ziet.
zodra het is geïdentificeerd, wordt wat Shaky ziet doorgegeven om te worden verwerkt door de rationele faculteit-de cluster van circuits die daadwerkelijk zijn denken doet. De voorlopers van shaky ’s rationele faculteit omvatten een checker-spelende computerprogramma dat kan verslaan alle, maar een paar van’ s werelds beste spelers, en Mac Hack, een schaakspel programma dat al kan overtreffen een aantal begaafde amateurs en in vier of vijf jaar zal waarschijnlijk de meester. Zoals deze programma ‘ s, Shaky denkt in wiskundige formules die hem vertellen wat er gaande is in elk van zijn vermogens en in zoveel van de wereld als hij kan voelen. Bijvoorbeeld, wanneer de ruimte tussen de muur en het bureau is te klein om te verlichten door, Shaky is slim genoeg om het te weten en uit te werken een andere manier om te krijgen wanneer hij gaat.
Shaky beperkt zich niet tot het denken in strikt logische vormen. Hij leert ook naar analogie te denken—dat wil zeggen, zich thuis te voelen in een nieuwe situatie, zoals mensen dat doen, door daarin iets te vinden dat lijkt op een situatie die hij al kent, en op basis van deze gelijkenis beslissingen te nemen en uit te voeren. Bijvoorbeeld, weten hoe een helling op een platform te rollen, een iets meer geavanceerde wankel uitgerust met benen in plaats van wielen en gegeven een soortgelijk probleem kon zeer snel erachter te komen hoe stappen te gebruiken om het platform te bereiken.
maar naarmate wankel groeit en zijn beslissingen ingewikkelder worden, meer als beslissingen in het echte leven, zal hij een manier van denken nodig hebben die flexibeler is dan logica of analogie. Hij zal een manier nodig hebben om het soort ingenieuze, praktische “soft thinking” te doen dat gaten kan stoppen, knopen kan hakken, het beste kan maken van slechte situaties en zelfs, wanneer de tijd kort is, een probleem kan oplossen door een slimme gok te maken.De route naar “soft thinking” is in kaart gebracht door de founding fathers of Artificial Intelligence, Allen Newell en Herbert Simon van Carnegie-Mellon University. Voor Newell en Simon losten computers niet-wiskundige problemen op door een hopeloos vervelend proces van vallen en opstaan. “Het was als het opzoeken van een naam in een telefoonboek van de grote stad dat niemand de moeite heeft genomen om in alfabetische volgorde te rangschikken.”zegt een computerwetenschapper. Newell en Simon bedachten een eenvoudig schema-gemodelleerd, zegt Minsky, over “de manier waarop Herb Simon’ s mind werkt.”Met behulp van de Newell-Simon methode, een computer niet onmiddellijk zoeken naar antwoorden, maar is geprogrammeerd om te sorteren door middel van algemene categorieën eerste, proberen te vinden waar het probleem en de oplossing zou het meest waarschijnlijk passen. Wanneer de juiste categorie is gevonden,werkt de computer er dan in, maar snuffelt niet eindeloos naar een absoluut perfecte oplossing, die vaak niet bestaat. In plaats daarvan accepteert het (zoals mensen doen) een goede oplossing, die voor de meeste niet-numerieke problemen goed genoeg is. Met behulp van dit soort programmering, een MIT professor schreef in een computer de criteria een bepaalde bankier gebruikt om aandelen te kiezen voor zijn trustrekeningen. In een test, het programma koos dezelfde voorraad de bankier deed in 21 van de 25 gevallen. In de andere vier gevallen waren de aandelen die het programma koos zo veel als degene die de bankier koos dat hij zei dat ze net zo goed geschikt zouden zijn voor de portefeuille.Shaky kan ongeveer 100 woorden van het geschreven Engels begrijpen, deze woorden vertalen in een eenvoudige verbale code en vervolgens de code vertalen in de wiskundige formules waarin zijn eigenlijke denken wordt gedaan. Voor wankele, zoals voor de meeste computersystemen, natuurlijke taal is nog steeds een aanzienlijke barrière. Er zijn letterlijk honderden “machinetalen” en “programmatalen” in gebruik, en computers manipuleren ze handig, maar als het op gewone taal aankomt, zitten ze nog op de kleuterschool. Ze zijn niet erg goed in vertalen, bijvoorbeeld, en geen programma tot nu toe gemaakt kan omgaan met een grote woordenschat, laat staan praten met gemak over een breed scala van onderwerpen. Om dit te doen, moeten Shaky en zijn soort beter worden in het werken met symbolen en dubbelzinnigheden (de hond in het raam had haar, maar het viel uit). Het zou ook handig zijn als ze geleerd om gesproken Engels te volgen en talk hack, maar tot nu toe de machines hebben een harde tijd het vertellen van woorden van ruis.Taal heeft veel te maken met leren, en Shaky ‘ s vermogen om kennis te verwerven wordt beperkt door zijn vocabulaire. Hij kan een feit leren wanneer hem een feit wordt verteld, hij kan leren door problemen op te lossen, hij kan leren van exploratie en ontdekking. Maar tot nu toe kan noch wankel noch enig ander computerprogramma door een boek bladeren of naar een TV-programma kijken en groeien als hij gaat, zoals een mens dat doet. Dit najaar, Minsky en een collega genaamd Seymour Papert opende een twee jaar durende crash aanval op het leerprobleem door te proberen om een computer te leren om kinderliedjes te begrijpen “er is een pagina met instructies nodig,” zegt Papert, “om de machine te vertellen dat toen Mary een lammetje had ze het niet had voor de lunch.”
Shaky ‘ s ego, of executive faculty, controleert de andere faculteiten en zorgt ervoor dat ze samenwerken. Het Start hen, stopt hen, wijst en wist problemen; en wanneer een koers van handelen is uitgewerkt door de rationele faculteit, stuurt het ego instructies naar een of alle van Shaky ‘ s zes kleine motoren aan boord-en daar gaat hij. Al deze afzonderlijke systemen smelten soepel samen in een totaliteit ingewikkelder dan vele vormen van bewust leven en ze werken samen met prachtige behendigheid en vindingrijkheid. Wanneer, (of bijvoorbeeld, blijkt dat het platform er niet is omdat iemand het verplaatst heeft, wankelt zijn bovenbouw, vindt het platform weer en blijft duwen op de helling totdat hij het krijgt waar hij het wil—en als je toevallig degene bent die het platform heeft verplaatst, zegt een SRI wetenschapper, “krijg je een vreemde prikkeling aan de achterkant van je nek als je je realiseert dat je wordt opgejaagd door een intelligente machine.”
met zeer weinig verandering in programma en apparatuur, kon Shaky nu werk doen in een aantal beperkte omgevingen; magazijnen, bibliotheken, assemblagelijnen. Om succesvol te opereren in meer losjes gestructureerde scènes, zal hij veel uitgebreidere, meer bijna menselijke vaardigheden nodig hebben om te onthouden en te denken. Zijn geheugen, dat de rest van zijn systeem voorziet van een enorme en continue stroom van essentiële informatie, is al groot, maar bij de volgende stap vooruitgang zal het waarschijnlijk monsterlijk worden. Grote herinneringen zijn essentieel voor complexe intelligentie. De grootste standaardcomputer die nu op de markt is, kan ongeveer 36 miljoen “bits” aan informatie opslaan in een kubus van twee meter, en een computer die al gepland is, kan meer dan een biljoen “bits” (een schatting van de capaciteit van een menselijk brein) in dezelfde ruimte opslaan.
de grootte en efficiëntie van de hardware zijn echter minder belangrijk dan de verfijning van de programmering. In een dozijn universiteiten proberen psychologen computers te maken met goed gedefinieerde humanoïde persoonlijkheden.Aldous, ontwikkeld aan de Universiteit van Texas door een psycholoog genaamd John Lochlin, is de eerste poging om een computer emotie te geven. Aldous is geprogrammeerd met drie emoties en drie reacties, die hij signaleert. Liefde maakt hem signaal aanpak, angst maakt hem signaal terugtrekking, woede maakt hem signaal aanval. Door de intensiteit en waarschijnlijkheid van deze drie reacties te variëren, kan de persoonlijkheid van Aldous drastisch worden veranderd. Daarnaast kunnen twee of meer verschillende Aldouses worden geprogrammeerd in een computer en gemaakt om te interageren. Ze gaan door rituelen van kennis maken, vrienden maken, vechten.
nog bijzonderder is het programma van Stanford-psychoanalyticus Kenneth M. Colby. Colby heeft een Freudiaans complex in zijn computer ontwikkeld door het opzetten van conflicten tussen overtuigingen (I must love Father, I hate Father). Hij heeft ook een computerpsychiater gecreëerd en wanneer hij de twee programma’ s laat interageren, lost de “patiënt “zijn conflicten op, net zoals een mens dat doet, door ze te vergeten, erover te liegen of waarheidsgetrouw over te praten met de” psychiater.”Zo’ n grote opslag van mogelijke reacties is geprogrammeerd in de computer en er zijn veel mogelijke sequenties van vraag en antwoord-dat Colby nooit precies weet wat de” patiënt ” zal beslissen om te doen.Colby probeert momenteel het bereik van de emotionele reacties die zijn computer kan ervaren te verbreden. “Maar tot nu toe, “zegt een van zijn assistenten,” hebben we nog geen compleet orgasme bereikt.”
kennis die voortkomt uit deze experimenten in “verfijning” helpt om te leiden naar de ultieme verfijning – de autonome computer die in staat zal zijn om zijn eigen programma ‘ s te schrijven en ze vervolgens te gebruiken in een benadering van de onafhankelijke, fantasierijke manier waarop een mens projecten bedenkt en uitvoert. Zo ‘ n machine wordt nu in Stanford ontwikkeld door Joshua Lederberg (de Nobelprijswinnaars) en Edward Feigenbaum. Door een computer te gebruiken om een reeks problemen in de chemie op te lossen. Lederberg en Feigenbaum realiseerden zich dat hun vooruitgang werd tegengehouden door de lange, vervelende taak van het programmeren van hun computer voor elk nieuw probleem. Dat begon me af te vragen.”zegt Lederberg. “Konden we ons werk niet besparen door de computer te leren hoe we deze programma’ s schrijven, en dan zelf te laten programmeren.”
in principe is een computerprogramma niets meer dan een reeks instructies (of regels van orde) die van toepassing zijn op een bepaald probleem. Een computer kan je vertellen dat 1 + 1 = 2-niet omdat het dat feit heeft opgeslagen en het dan vindt, maar omdat het is geprogrammeerd met de regels voor eenvoudige optelling. Lederberg besloot dat u een computer enkele algemene regels voor het programmeren kon geven; en nu, gebaseerd op zijn aanvankelijke succes in het leren van een computer om programma ’s in de chemie te schrijven, is hij ervan overtuigd dat computers dit op elk gebied kunnen doen—dat ze in de redelijk nabije toekomst in staat zullen zijn om programma’ s te schrijven die programma ’s schrijven die programma’ s schrijven …

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.