İnsansı Robotların Ciddi Bir Tasarım Kusuru Var ve Bunu Düzeltmemiz Gerekiyor

Dışarıdan bakıldığında, geriye kalan tek zorluk, bu makinelerin gerçek yaşam ortamlarında çalışabilmesini sağlamak için yapay zeka (AI) yazılımını mükemmelleştirmek gibi görünüyor.

Ancak sektörün en büyük aktörleri daha derin bir sorun olduğunu biliyor. Sony'nin robotik bölümü, yakın zamanda yaptığı araştırma ortaklığı çağrısında, kendi makinelerini engelleyen temel bir sorunu vurguladı.

Günümüzün insansı ve hayvanları taklit eden robotların “sınırlı sayıda eklemi” olduğunu ve bunun “hareketleri ile taklit ettikleri nesnelerin hareketleri arasında bir uyumsuzluk yaratarak değerlerini önemli ölçüde azalttığını” belirtti.

Sony, şu anda eksik olan dinamik hareketi yaratmak için yeni “esnek yapısal mekanizmalar” – esasen daha akıllı fiziksel bedenler – çağrısında bulunuyor.

Temel sorun, insansı robotların genellikle her şeyi merkezi olarak kontrol eden yazılımlar etrafında tasarlanmasıdır. Bu “beyin öncelikli” yaklaşım, fiziksel olarak doğal olmayan makinelerle sonuçlanır.

Bir atlet, vücudu uyumlu eklemler, esnek omurgalar ve yay gibi tendonlardan oluşan bir senfoni olduğu için zarafetle ve verimlilikle hareket eder. Buna karşılık, insansı robotlar, sınırlı hareket özgürlüğüne sahip eklemlerle birbirine bağlanmış, metal ve motorlardan oluşan sert bir yapıdır.

Vücutlarının ağırlığı ve ataletiyle mücadele etmek için robotlar, devrilmeyi önlemek için her saniye milyonlarca küçük, güç tüketen düzeltme yapmak zorundadır. Sonuç olarak, en gelişmiş insansı robotlar bile pillerinin bitmesinden önce sadece birkaç saat çalışabilir.

Bunu bir perspektife oturtmak gerekirse, Tesla'nın Optimus robotu basit bir yürüyüş için saniyede yaklaşık 500 watt güç tüketir. Bir insan ise saniyede sadece yaklaşık 310 watt kullanarak daha zorlu bir hızlı yürüyüş gerçekleştirir. Robot, daha basit bir görevi yerine getirmek için neredeyse yüzde 45 daha fazla enerji tüketir, bu da önemli bir verimsizliktir.

 

Azalan getiriler

Peki bu, tüm sektörün yanlış yolda olduğu anlamına mı geliyor? Temel yaklaşımları söz konusu olduğunda, evet.

Doğal olmayan vücutlar, süper bilgisayar beyni ve güçlü aktüatörlerden oluşan bir ordu gerektirir, bu da robotları daha ağır ve enerjiye daha aç hale getirir ve çözmeyi amaçladıkları sorunu daha da derinleştirir. AI'daki ilerleme nefes kesici olabilir, ancak azalan getirilere yol açar.

Örneğin, Tesla'nın Optimus'u bir tişörtü katlayacak kadar akıllıdır. Ancak gösteri, aslında fiziksel zayıflığını ortaya koymaktadır. Bir insan, kumaşı hissetmek ve hareketlerini yönlendirmek için dokunma duyusunu kullanarak, bakmadan bir tişörtü katlayabilir.

Nispeten sert ve sensörleri zayıf olan elleriyle Optimus, her küçük hareketi titizlikle planlamak için güçlü görüş ve yapay zeka beynine güveniyor. Dağınık bir yataktaki buruşuk bir tişört karşısında muhtemelen yenilgiye uğrayacaktır, çünkü vücudu gerçek dünyanın öngörülemez durumuna uyum sağlamak için fiziksel zekadan yoksundur.

Boston Dynamics'in yeni, tamamen elektrikli Atlas modeli, neredeyse uzaylı gibi görünen hareket aralığıyla daha da etkileyici. Ancak viral akrobasi videoları, yapamadıklarını göstermiyor.

Örneğin, ayakları yüzeyi hissedip ona uyum sağlayamadığı için yosunlu bir kayanın üzerinde güvenle yürüyemiyor. Vücudu esneyip geri sıçrayamadığı için yoğun dallardan oluşan bir çalılıkta ilerleyemiyor.

Bu nedenle, yıllarca süren geliştirme çalışmalarına rağmen, bu robotlar çoğunlukla ticari ürünler değil, araştırma platformları olarak kalmaktadır.

Sektörün liderleri neden bu farklı felsefeyi henüz benimsemiyor?

Bunun olası bir nedeni, günümüzün önde gelen robotik firmalarının temelde yazılım ve yapay zeka şirketleri olması ve uzmanlıklarının hesaplama yoluyla problem çözme alanında olmasıdır. Küresel tedarik zincirleri, yüksek hassasiyetli motorlar, sensörler ve işlemcilerle bunu destekleyecek şekilde optimize edilmiştir.

Fiziksel olarak akıllı robot gövdeleri inşa etmek, ileri düzey malzemeler ve biyomekanik temelli farklı bir üretim ekosistemi gerektirir ve bu ekosistem henüz büyük ölçekte çalışacak kadar olgunlaşmamıştır.

Bir robotun donanımı zaten bu kadar etkileyici görünüyorsa, gövdeyi ve onu inşa etmek için gerekli tedarik zincirini yeniden tasarlamak gibi maliyetli ve zor bir görevi üstlenmek yerine, bir sonraki yazılım güncellemesinin kalan sorunları çözeceğine inanmak cazip gelir.

 

Otonom bedenler

Bu zorluk, Londra Güney Bankası Üniversitesi'ndeki ekibim de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanındaki birçok akademik ekip tarafından araştırılan mekanik zeka (MI) alanının odak noktasıdır. Bu araştırma, doğanın milyonlarca yıl önce zeki bedenleri mükemmelleştirdiği gözleminden yola çıkmaktadır.

Bu bedenler, morfolojik hesaplama olarak bilinen bir ilkeye dayanmaktadır, yani bedenler karmaşık hesaplamaları otomatik olarak gerçekleştirebilirler.

Çam kozalağının pulları kuru koşullarda açılır ve tohumları serbest bırakır, nemli olduğunda ise tohumları korumak için kapanır. Bu, beyin veya motorun dahil olmadığı, nemliliğe karşı tamamen mekanik bir tepkidir.

Koşan bir tavşanın bacağındaki tendonlar akıllı yaylar gibi davranır. Ayak yere çarptığında pasif olarak şoku emerler ve kaslardan çok fazla çaba gerektirmeden yürüyüşünü stabil ve verimli hale getirmek için enerjiyi serbest bırakırlar.

İnsan elini düşünün. Yumuşak eti, tuttuğu herhangi bir nesneye otomatik olarak uyum sağlama pasif zekasına sahiptir. Parmak uçlarımız akıllı bir yağlayıcı gibi davranır ve herhangi bir yüzey için mükemmel sürtünme seviyesini elde etmek için nemi ayarlar.

Bu iki özellik Optimus eline dahil edilseydi, şu anda gereken kuvvet ve enerjinin çok daha azıyla nesneleri tutabilirdi. Cilt kendisi bir bilgisayar haline gelirdi.

MI, pasif otomatik adaptasyon elde etmek için bir makinenin fiziksel yapısını tasarlamaktır – aktif sensörler, işlemciler veya ekstra enerjiye ihtiyaç duymadan çevreye tepki verme yeteneği.

İnsansı tuzağın çözümü, bugünün iddialı formlarını terk etmek değil, bu farklı felsefeye göre onları inşa etmektir. Bir robotun vücudu fiziksel olarak akıllı olduğunda, AI beyni en iyi yaptığı şeye odaklanabilir: üst düzey strateji, öğrenme ve dünyayla daha anlamlı bir şekilde etkileşim kurma.

Araştırmacılar bu yaklaşımın değerini şimdiden kanıtlamaktadır. Örneğin, çitanın enerji depolayan tendonlarını taklit eden yay benzeri bacaklarla tasarlanan robotlar, olağanüstü bir verimlilikle koşabilir.

Kendi araştırma grubum, diğer şeylerin yanı sıra hibrit menteşeler geliştiriyor. Bunlar, sert bir eklemin nokta hassasiyetini ve gücünü, uyumlu bir eklemin uyarlanabilir, şok emici özellikleriyle birleştirir. Bir insansı robot için bu, insan gibi hareket eden bir omuz veya diz yaratmak, karmaşık, gerçekçi hareketler elde etmek için çok sayıda serbestlik derecesini açmak anlamına gelebilir.

Robotiklerin geleceği, donanım ve yazılım arasındaki mücadelede değil, bunların sentezinde yatmaktadır. MI'yı benimseyerek, nihayet laboratuvardan çıkıp dünyamıza güvenle adım atabilecek yeni nesil makineler yaratabiliriz.

Hamed Rajabi, Londra Güney Bankası Üniversitesi Mekanik Zeka (MI) Araştırma Grubu Direktörü

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.