Roboți: Inteligență și întruchipare

Figura 1.1: O jucărie wind-up care nu cade de pe masă folosind controlul pur mecanic. Un volant care se rotește ortogonal pe mișcarea robotului induce un viraj la dreapta imediat ce atinge pământul odată ce roata frontală caster iese de pe margine.

Noțiunea noastră de „comportament inteligent” depinde puternic de înțelegerea noastră a creierului și a modului în care funcționează computerele: inteligența este localizată în capul nostru. De fapt, totuși, o mulțime de comportamente care arată inteligent pot fi obținute prin mijloace foarte simple. De exemplu, jucăriile automatizate pot evita căderea de pe margine pur și simplu folosind un volant care se rotește în unghi drept față de direcția lor de mișcare și o roată caster (giratorie). Odată ce roata caster pierde contactul cu solul – adică robotul a ajuns la margine – volantul intră în funcțiune și trage robotul spre dreapta (Figura 1.1).

Un aspirator robot ar putea rezolva aceeași problemă în mod foarte diferit: folosind senzori în infraroșu care sunt îndreptați în jos pentru a detecta margini, cum ar fi scări, apoi emite o comandă pentru a face o întoarcere de evitare. Odată ce se folosesc electronicele, aceasta este o abordare mult mai eficientă, deși mult mai complexă.

În timp ce exemplele de mai sus oferă abordări diferite pentru implementarea comportamentelor inteligente, există compromisuri similare pentru planificarea robotică. De exemplu, furnicile pot găsi calea cea mai scurtă între cuibul lor și o sursă de hrană, alegând pur și simplu traseul care are deja mai mulți feromoni, substanțele chimice cu care furnicile comunică, pe ea. Pe măsură ce căile mai scurte fac furnicile nu numai să se deplaseze mai repede spre hrană, ci și să se întoarcă mai repede, urmele lor de feromoni se acumulează mai repede (Figura 1.2). Dar furnicile nu folosesc doar această soluție. Din când în când, furnicile mai dau o șansă drumului mai lung, găsind în cele din urmă noi surse de hrană.

Figura 1.1.1: Furnicile găsesc calea cea mai scurtă de la cuibul lor (de jos) la o sursă de hrană (sus). De la stânga la dreapta: furnicile au inițial preferințe egale pentru ramura stângă și cea dreaptă, ambele mergând înainte și înapoi. Pe măsură ce furnicile se întorc mai repede pe ramura mai scurtă, vor fi prezenți mai mulți feromoni pe ramura scurtă odată ce o furnică nouă sosește din cuib.

Ceea ce pare a fi un comportament inteligent la nivelul roiului, este realizat în esență printr-un senzor de feromoni care ocazional eșuează. Un robot industrial modern ar rezolva problema complet diferit: ar dobândi mai întâi o anumită reprezentare a mediului sub forma unei hărți populate cu obstacole, apoi ar planifica o cale folosind un algoritm. Ce soluție pentru a obține un anumit comportament dorit este cea mai bună, depinde de resursele de care dispune proiectantul. Vom studia acum o problemă mai elaborată pentru care există multe, mai mult sau mai puțin eficiente, soluții.

Sursa: Nikolaus Correll (2024). Introduction to Autonomous Robots, LibreTexts, licența CC BY-NC 4.0. Traducere și adaptare Nicolae Sfetcu