David Hanson baut intelligente Roboter mit erstaunlich naturgetreuen menschlichen Gesichtern, die Augenkontakt herstellen und die menschliche Sprache gut genug verstehen, um ein Gespräch zu führen.
Der Robotikdesigner David Hanson baut intelligente Roboter mit erstaunlich naturgetreuen menschlichen Gesichtern, die Augenkontakt herstellen und die menschliche Sprache gut genug verstehen, um ein Gespräch zu führen. Ein Schlüssel für diese Technologie ist ein Gesichtsmaterial, das Hanson „Frubber“ nennt - eine Kontraktion von „Gesicht“ und „Gummi“. Frubber ist ein leichter Polymerkunststoff, der sich wie menschliche Haut zusammenzieht und faltet. Natürlich aussehende Gesichter eines Roboters, so Hanson, ermöglichen eine schnelle Kommunikation zwischen Mensch und Maschine. Hansons Team untersucht die Biomimik, um zu simulieren, was es bedeutet, ein Mensch in einer Maschine zu sein. Dieses Interview ist Teil einer speziellen EarthSky-Reihe, Biomimicry: Nature of Innovation, die in Zusammenarbeit mit Fast Company erstellt und von Dow gesponsert wurde.
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Hanson sprach mit Jorge Salazar von EarthSky.
Sie bauen Roboter, deren Mimik die eines echten Menschen nachahmt. Erzählen Sie uns von ihnen.
Ich entwickle Roboter, deren Mimik die Mimik des Menschen nachahmt und die über Kognition verfügen, damit sie auch verstehen können, was die Menschen fühlen und denken. Sie können ein natürliches Gespräch mit Ihnen führen und sich wie Menschen verhalten.
Wir wissen, dass eine Substanz namens Frubber - eine fleischähnliche Gummimischung - Ihren Robotern einen naturgetreuen Ausdruck verleiht. Was ist Frubber und wie wurde es von der tatsächlichen menschlichen Haut inspiriert?
Frubber ist ein Material, das aus "Gesicht" und "Gummi" besteht. Es wurde speziell entwickelt, um menschliches Fleisch und biologisches Weichgewebe zu emulieren. Und es ist inspiriert von der natürlichen Zellstruktur, insbesondere durch die Verwendung von Lipiddoppelschichttechniken. Auf diese Weise werden durch diese Lipiddoppelschichtwirkung menschliche Zellen gebildet. Das macht uns zu diesen mit Kammerwasser gefüllten Kreaturen. Wir sind größtenteils liquide. Wenn wir mit Flüssigkeit gefüllt sind, können sich unsere Gesichter sehr leicht bewegen.
Als ich anfing, diese menschenähnlichen Roboter für Interaktionen von Angesicht zu Angesicht zu entwickeln, wollte ich, dass die Roboter Beziehungen zu Menschen aufbauen. Zwei Dinge wurden extrem wichtig. Einer ahmte den natürlichen Gesichtsausdruck von Menschen nach. Die zweite war die Nachahmung der natürlichen Wahrnehmung der Menschen für diese persönlichen Interaktionen.
Einstein Roboter
Mit dem Frubber konnten wir diese zelluläre Struktur bis in den makromolekularen Maßstab, den Nanometerbereich mit hierarchischer Porenstruktur, reproduzieren. Es geht von dort aus die Porosität hoch. Es ist ein sehr, sehr dichtes Material und es benötigt sehr wenig Energie, um sich in Gesichtsausdrücken zu bewegen. Die Ausdrücke falten und falten sich in einer Art und Weise, die dem menschlichen biologischen Material in den Gesichtern sehr ähnlich ist. Der Schlüssel zu dieser direkten Interaktion, der Ästhetik und der psychowahrnehmenden Wirkung auf den Endbetrachter liegt darin, das Material genau richtig abzustimmen und es ästhetisch auf die richtige Art und Weise zu verwenden.
Erzählen Sie uns mehr über die Bewegungen der Roboter - sowohl was sie physisch tun als auch über die emotionale Reaktion, die sie bei manchen Menschen hervorrufen.
Die Bewegungen dieser Roboter werden durch Anker erzeugt, die in unser Frubber-Material eingegossen und dann mit kleinen Motoren verbunden werden. Diese Anker simulieren das Bindegewebe des Gesichts im menschlichen Gesicht. Es zieht das Gesicht in alle möglichen Konfigurationen, die Gesichtsmuskeln beim Menschen machen, und ist gleichzeitig eine künstlerische Aufgabe, eine kognitive wahrnehmungswissenschaftliche Aufgabe und eine maschinenbau- und materialwissenschaftliche Aufgabe. Es ist alles gleichzeitig.
Frubber
Sie müssen die Gesichtsausdrücke an diese Orte und Formen bringen, die in einer natürlichen Gesprächsinteraktion Sinn machen würden. Die Wissenschaft hat noch einen langen Weg vor sich, bis wir das erreichen können, was wir in einer natürlichen Begegnung von Angesicht zu Angesicht tun. Wir haben noch einen langen Weg vor uns, auch wenn wir weit gekommen sind.
Wir bewegen tatsächlich das menschliche Nervensystem, wenn wir Mimik machen. Du nimmst mein Gesicht wahr und es teilt dir auf natürliche Weise etwas mit. Wir haben uns entwickelt, um mit unseren Gesichtern enorme Bandbreiten an Daten zu kommunizieren, die in diesen natürlichen Gesprächen hin und her fließen.
Wir versuchen, diesen natürlichen Kanal der Datenübertragung zu erschließen. Was passiert ist, dass das Gehirn des Betrachters verändert wird. Es ist buchstäblich emotional und auch kognitiv bewegt, wenn wir diese direkten Interaktionen haben.
Wenn wir Roboter herstellen können, die auf diese naturalistische Weise mit Menschen über diese Art von physisch verkörperten 3-D-Schnittstellen kommunizieren, können wir unseren Standpunkt sehr schnell klarstellen. Die Maschinen kommen mit uns klar. Und wir verstehen den menschlichen Geist viel besser. Wenn wir also die Prinzipien dieser Art von nonverbaler Kommunikation rückentwickeln und verstehen und sie dann mit unseren Robotern anwenden können, dann sind wir auf etwas äußerst Mächtiges gestoßen - das Verständnis der Natur des menschlichen Geistes, der sozialen Intelligenz. Und dann können wir es in Charakteren verwenden, die lebendig und bewusst wirken. Vielleicht werden sie eines Tages buchstäblich lebendig und bewusst sein. Diese können nicht nur zur Unterhaltung, sondern auch zur Aufklärung und Behandlung von Autismus nützlich sein - wer weiß noch was? Ich meine, das ist vielleicht ein revolutionäres Paradigma für die Mensch-Computer-Schnittstelle.
Gesicht Schimmel
Wie werden Ihre Roboter jetzt eingesetzt? Wie sehen Sie ihre zukünftige Verwendung?
Unsere Roboter werden derzeit in wissenschaftlichen Labors auf der ganzen Welt eingesetzt - der Universität von Cambridge, der Universität von Genf und der Universität von Pisa. Sie werden in Asien und in Dutzenden von Labors auf der ganzen Welt für kognitionswissenschaftliche Forschung und Forschung mit künstlicher Intelligenz sowie manchmal für Materialwissenschaften, manchmal für Autismusbehandlung und Therapieforschung eingesetzt. In all diesen Labors werden sie verwendet, um die Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine zu erforschen, Menschen und Roboter interagieren und versuchen, die menschliche Biologie der Kognition und der Wahrnehmung von Mensch zu Mensch mit Rechenmodellen der menschlichen Kognition und Emotion zu verstehen.
Tatsächlich versuchen wir, den Menschen zu verstehen und dieses Verständnis in unseren Maschinen zu nutzen, um bessere Mensch-Maschine-Beziehungen zu ermöglichen. Ich sehe in Zukunft, dass unsere Maschinen humanisiert werden. Wir werden versuchen, unsere Maschinen in ihrem Kern grundlegender menschlich zu machen - ihnen die Fähigkeit zu geben, Mitgefühl und Wechselbeziehungen mit Menschen zu verstehen, die erstaunliche neue Entdeckungen und Technologien ermöglichen, die unser tägliches Leben beeinflussen werden.
Sind diese Roboter zum Verkauf an die Öffentlichkeit?
Die menschenähnlichen Roboter, die mein Team und ich entwickelt haben, werden derzeit für hochwertige Forschungslabors verkauft. Aber wir produzieren sie jetzt für den Verkauf an die Öffentlichkeit. Bei der frühen Produktionslinie handelt es sich um Robokind, kleine Androiden - vollständige, spazierende, ausdrucksstarke Androiden, die von unserer kognitiven Software gesteuert werden, damit sie mit Ihnen interagieren können. Diese kleinen Androiden werden für die Behandlung von Autismus, für Bildungszwecke und für Forschungszwecke verkauft.
Welche Zukunft sehen Sie für die Beziehung zwischen Robotern und Menschen?
Ich sehe eine erstaunliche Zukunft für die Beziehung zwischen Menschen und Robotern. Wir werden unsere Roboter mehr wie Tiere und Menschen machen. Wir werden ihnen erweiterte kognitive Fähigkeiten geben. Wir sehen so viele Technologietrends, die sich in diese Richtung bewegen - von der maschinellen Wahrnehmung, die es uns ermöglicht, Sprache zu verstehen und Gesichter und Gesten zu sehen. Wir haben große Fortschritte gesehen. Wir stecken wirklich in den Kinderschuhen solcher Maschinenintelligenztechnologien.
Wir sehen auch enorme Fortschritte bei kognitiven Systemen, der Fähigkeit von Maschinen, wie Menschen zu denken. Wir sehen große Fortschritte in der Fähigkeit von Maschinen, Ziele und Antriebe sowie Motive und Emotionen zu haben, die es den Robotern ermöglichen, auch unsere Emotionen durch das zu interpretieren, was wir Theorie der Geistestechnologien nennen.
Ich sehe in Zukunft die Fähigkeit von Mensch und Maschine, sich menschlich zu verstehen. Während wir die Maschinen mit diesen biologischen Fähigkeiten entwickeln, können Maschinen wie Menschen laufen, wie Menschen greifen, Wäsche mehr wie Menschen falten und im Grunde alle diese menschenähnlichen Aufgaben in Zusammenarbeit mit Menschen ausführen. Diese Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine, in der es Maschinen gibt, die Einfühlungsvermögen für Menschen haben und über gemeinsame Ziele verhandeln können - diese Art, Hand in Hand mit unserer Technologie voranzukommen - ist für mich eine große Chance.
Wir müssen auch sehr vorsichtig sein, denn das Gesetz der unbeabsichtigten Konsequenzen besagt, dass wir nicht wissen, welche Auswirkungen diese neuen Technologien, bioinspirierte Technologien, auf die menschliche Zivilisation und das Ökosystem usw. haben werden. Wir möchten sicherstellen, dass wir nicht nur menschenähnliche Denkfähigkeiten entwickeln, sondern auch menschenähnliche ethische Fähigkeiten, maschinelle Weisheit und rechnerische Weisheit.
Wie können wir diesen Maschinen die Fähigkeit geben, die Konsequenzen ihres Handelns und die Konsequenzen ihrer Erfindung zu verstehen und auch die Konsequenzen unserer Erfindungen zu verstehen? Wir haben einige schwierige Erfahrungen mit der Entwicklung von Technologien gesammelt und sehen dann, welche Konsequenzen 30, 40, 50 Jahre später zu erwarten sind. Die Fähigkeit, tief in die Zukunft zu schauen, Maschinen und Menschen diese Fähigkeiten der erweiterten Vorstellungskraft zu geben, ist außerordentlich wichtig, um die ethischen Konsequenzen unserer Kreationen zu verstehen.
Ich denke, diese Art von rechnerischer Weisheit kann uns diese Werkzeuge geben. Jetzt haben wir mit kognitiven Systemen die Möglichkeit, den Keim für diese Art von ethischem Computing, rechnerischem Weisheits-Computing, zu legen.