מאת אבי בליזובסקי 31 בינואר 2009
כך אומר פיטר סטון, פרופ' למדעי המחשב, המתמחה בבינה מלאכותית, באוניברסיטת טקסס באוסטין המבלה בארץ שנת שבתון וחוקר במימון מלגת פולברייט ביחד עם ארבעה חוקרים ישראלים, היבטים שונים של תחום הרובוטיקה * סטון מלמד את הרובוטים להבין את העולם ולשתף פעולה עם רובוטים אחרים
עד כמה אנחנו קרובים לרובוטים ממלחמת הכוכבים? במידה מסוימת, מזה למעלה משלושים שנה לאחר צאת הסרט הראשון (נו טוב, הרביעי) בסדרה לאקרנים, ועד סרטים כמו "אני רובוט" שיצא לפני שנים אחדות, אנו רואים בקולנוע רובוטים שהתנהגותם, גם אם לא תמיד מראם, אנושית.
הסרטים הללו, ותוכניות הטלוויזיה העוסקים ברובוטיקה הם האויבים הקשים ביותר של החוקרים בתחום משום שהאנשים סבורים כי הרובוטים במציאות כבר מנתחים את העולם, מסיקים מסקנות, נעים כמו שצריך, משתפים פעולה, בעוד שבמרבית התחומים המצב רחוק מכך. כדי להגיע לרובוטים כמו R2D2 או C3PO יש לעבור כברת דרך בכל מה שעושה את הרובוט למה שהוא. הם רחוקים מאוד מהבנת שפה טבעית או הסקת מסקנות והראיה שלהם מוגבלת בשל יכולת הפיענוח, הם בקושי מסוגלים להצליח ללכת על שתי רגליים, וקשה להם מאוד לשתף פעולה. כך מתאר פרופ' פיטר סטון מאוניברסיטת טקסס באוסטין, העושה בארץ שנת שבתון, אותה הוא מבלה במחקר ביחד עם גל קמינקא, שרית קראוס ודודי סרני בבר אילן וג'ף רוזנשיין מהאוניברסיטה העברית.
התחומים אותם חוקר סטון נוגעים לנושאים של תבונה מלאכותית ולשיתוף פעולה בין רובוטים. "אני איש תוכנה, אך אני צריך גם להכיר את הגוף שאליו אני מכניס את התוכנה, ולכן אני מתכנת את הפעולות של רובוטים ספציפיים."
רובוטים יודעים מצויין לחשב, לקבל משוואה ולפתור אותה, כמו כל מחשב, אך אי אפשר לדבר איתם בשפה הטבעית – עברית או אנגלית. אי אפשר לתת למחשב לקרוא ספר ואחר כך לענות על שאלות הנוגעות אליו, כפי שעושים ילדים בכיתה ה'.
תחומי המחקר של סטון נעים החל מראיה מלאכותית, דרך משחק כדורגל עם רובוטים ועד למכונית אוטונומית. כל אחד מתחומים אלה הוא עולם ומלואו. המשותף לכולם הוא שבכל תחום בדרכו צריכים הרובוטים להתמודד עם אתגרים שככל שהם יתקדמו יותר בכל שלושת השלבים – קליטה והבנה, תנועה ושיתוף פעולה עם רובוטים אחרים, כך ייטב.
האתגרים רבים. כך למשל תחום הראיה המלאכותית. מסביר סטון: "רובוטים עדיין אינם יכולים לראות את העולם טוב כמונו. אם אדם יכול להסתכל על תמונה ולהגיד כאן יש מחשב, כאן יש כסא ושם יושב אדם (ואפילו אדם ספציפי), כי אנחנו מסתכלים ורואים ומבינים מיד הכל. מחשב לא יכול לחוש את העולם באותה הדרך. המחשב מקבל תמונות שצולמו במצלמה דיגיטאלית. תמונות אלה הן קובץ המכיל קבוצות של שלושה מספרים ובה עוצמת הצבע האדום, הכחול והירוק של הנקודה. תמונה עבור המחשב היא רשימה ארוכה של מספרים. אתגר למדעי המחשב או לתבונה מלאכותית הוא להפוך את שורת המספרים להבנה של התמונה – איפה הדברים הכתומים, איפה הכסא. זה לא פשוט, אך יש התקדמות."
"אתגר נוסף שאנחנו רחוקים ממנו הוא הפיכת הרובוטים למסוגלים להבין ולתקשר טבעית עם בני אדם. אני יכול להסתכל עליך ולדעת אם אתה עצוב או שמח ולהתנהג אליך בהתאם. מחשבים ורובוטים לא יכולים לעשות זאת. אנחנו עדיין רחוקים מרובוטים כמו הרובוטים של מלחמת הכוכבים. בוצעה התפתחות מדהימה, אבל זה עדיין מדע בדיוני."
אליפות העולם בכדורגל לרובוטים
חלק חשוב מהיכולת של רובוט כמו C3PO היא הלימוד כדי לא לחזור על טעויות. הבעיה היא שכל סיטואציה היא שונה. אף פעם לא צריכים לחזור על אותה החלטה, ולכן קשה לדעת אילו לקחים בדיוק צריך ללמוד מהעבר. זה נכון לבני אדם וגם לרובוטים. חלק חשוב בלימוד מכונה הוא לקבוע כיצד לייצג את המצב הנוכחי ולקשר אותו למצבים מהעבר. האתגר שלנו הוא לדעת איך להגיב במצבים דומים אך לא זהים ולא כמו שהסטריאוטיפ הנפוץ על רובוטים הוא שהם מתוכנתים תמיד לעשות את אותו הדבר, צריך ללמד את הרובוט הכללה – לדעת איך להגיב במצבים דומים אך לא זהים.
מלבד היכולת לקבל החלטות מול מצבים שמציבים מולם בני אדם לדוגמה, אנו רוצים שיהיו לנו רובוטים שיתקשרו זה עם זה ועם בני אדם. לדוגמה אני בונה מכונית שתנהג לבד (ויש כזו באמריקה שאני מפתח). בכביש ייסעו בפועל הרבה מכוניות והן תצטרכנה לתקשר זו עם זו. יכולת הראיה והיכולת לשתף פעולה עם רובוטים אחרים בא גם באליפות העולם לרובוטים בכדורגל. עם מרבית החוקרים הישראלים אני משתף פעולה במחקרים בתחום Multy Agent Systems – תוכנת מחשב שתוכלנה לתקשר עם תוכנות אחרות של רובוטים החברים לצוות או של שחקני היריב במקרה של הכדורגל. תחום מבחן עבורי הוא רובוט המשחק כדורגל, שיכול לתקשר הן עם הרובוטים שהם חבריו לקבוצה והן עם חברים מהקבוצה היריבה. זה משהו שיכול להדגים כיצד פועלת מערכת מרובת סוכנים.
ביחד עם גל קמינקא השתתפתי באליפות העולם לכדורגל לרובוטים – רובוקאפ, אני עצמי משתתף בה עם הקבוצה שלי מטקסס כבר עשר שנים והבאנו מדליות רבות, בליגות המחולקות לפי סוגי הרובוטים. אנחנו מביאים את הרובוטים שלנו ומתחרים מול קבוצות ממקומות אחרים. זה טוב כדי לפתח לימוד מכונה, שיתוף פעולה וגם את הצדדים של מקצוע הרובוטיקה. באחת התחרויות התקיימה גם אליפות למשחק בין בני אדם לקבוצת רובוטים הנעה על גלגלים בגובה מטר שבנו מפתחים מגרמניה. אני הבקעתי שני שערים לקבוצה של בני האדם ואחר כך ביקשו ממני לעבור לשחק עבור הרובוטים וגם עבורם הבקעתי שערים. ברור שהרובוטים לא יכולים לעשות את מה שאנחנו יכולים לעשות. הם עדיין לא יכולים לראות טוב ולפענח מה הם רואים, הם לא יכולים לנוע על דשא ואינם יכולים לחזות מה הקבוצה היריבה עושה.
"המטרה היא כאמור להגיע ליכולת של רובוטים לנצח את בני האדם בשנת 2050, אך גם אם הרובוטים ינצחו רק קבוצות מליגה ג' בישראל ולא אלופת העולם עדיין יהיה בכך סימן שהתגברנו על אתגרים רבים." קובע פרופ' סטון.
מה שמעכב את המכונית האוטונומית – מחיר החיישנים
גאווה נוספת של סטון היא תכנון מכונית שתתחשב בתנאי הכביש, במכוניות האחרות ובתמרורים כדי לנסוע בכוחות עצמה, ובכך להפחית את הסיכון הנובע מהמעורבות האנושית בנהיגה. " מרבית זמן הטיסה מתבצע בידי טייס אוטומטי, ואפילו ניתן לבצע נחיתה בדרך זו. אבל אנשים לא מפחדים ממטוסים ללא טייסים, אך הם כן חוששים לנסוע במכונית ללא נהג.
בשנה שעברה בנינו, על בסיס מכונית איסוזו ויאקרוס, דגם 1999. בדוגמה שבוידאו (ראו קישור) המכונית מגיעה לקו עצור, ויש ארבע מכוניות שמחכות בכמה צדדים של הצומת. לפי החוק, סדר המכוניות שיוצאות מהצומת הוא לפי סדר הכניסה. המכונית צריכה לחוש את העולם ותכננו לה את חוקי הדרך. היא צריכה לזהות מתי תורה לצאת לצומת, באילו מכוניות היא צריכה להתחשב, ובאילו לא (לדוגמה אלו שמאותתים לקראת פניה שלא תפריע למכונית שלנו). כאשר היא מגיעה למסקנה שהיא יכולה לצאת, היא אכן יוצאת לצומת ועושה זאת בבטחה. תכננו אותה כך שגם תוכל לדעת מתי מספיק בטוח לפנות שמאלה דרך התנועה, ואפילו לעקוף חסימה באמצעות חזרה אחורנית, פניה בבלוק הקרוב ועקיפתו, והגעתה ליעדה. גם במכונית יש את כל שלושת המרכיבים, חישה והבנה, שיתוף פעולה עם שאר המכוניות, וביצוע התנועות לפי התכנון."
מה הסיבה לכך שעדיין אין לנו היום מכוניות אוטונומיות?
אין הרבה סיבות לכך. הטכנולוגיה בשלה, אם פעם היו צריכים מחשב על כמו במכוניות שהודגמו בשנות התשעים, היום מספיקים לנו שני מחשבים רגילים שקונים בכל חנות. גם היכולת לשלוט במכונה ולבצע את הפקודות (נסיעה, עצירה, פניה וכו') כבר מספיק טובה. מה שצריך עדיין להשתפר זו החישה. כדי שנוכל להגיע לביצועים שלנו, החיישנים יותר יקרים מהמכונית. יש צורך ביכולת ייצור של חיישנים זולים ואמינים, כי כאן האמינות חייבת להיות במאה אחוזים.
אגב באותו עניין, מראה לנו סטון סרטון הדגמה שמראה כי אם כל המכוניות תהיינה אוטונומיות, לא יצטרכו רמזורים בכביש. בסרטון זה נראה כאוס מוחלט – כל הזמן נכנסות לצומת מכוניות בכל הכיוונים וחלקן פונות והכל נראה כבלגן גדול, אך מסתבר שאף תאונה לא תקרה משום שהמחשב של הצומת משמש כנתב, ומאשר או לא מאשר לכל מכונית להכנס לתוך הצומת כשהמכוניות משדרות אליו לאן הן רוצות לעבור.
כאמור פרופ' סטון נמצא בישראל במלגת פולברייט, הניתנת לחוקרים מצטיינים בתחומם מישראל ומארה"ב, שבאים לעשרה חודשים כדי לחקור ביחד עם עמיתיהם במחלקה מובילה ומסתבר שבישראל יש לא מעט מחלקות מובילות בתחומים רבים.
קרן חינוך ארצות הברית-ישראל, שהוקמה על ידי ממשלות ארה"ב וישראל ב-1956, אחראית לניהול ההשתתפות הישראלית בתכנית פולברייט של ממשלת ארה"ב. פולברייט היא אחת התכניות המפורסמות ביותר והיקרתיות ביותר בעולם לחילופי סטודנטים ומרצים.
המטרה העיקרית של תכנית פולברייט, שאותה יזם הסנטור וויליאם פולברייט ב-1946, הינה חיזוק יסודות השלום על ידי חיזוק ההבנה בין העם האמריקאי לבין העמים של מדינות שותפות מסביב לעולם. האמצעי העיקרי להשגת מטרה זו הינו החלפת סטודנטים ומרצים ברמת ההצטיינות האקדמית הגבוהה ביותר.
בשנים מאז ייסודה של קרן חינוך ארה"ב-ישראל, מעל ל-1,100 אמריקאים ומעל ל-1,500 ישראלים השתתפו במגוון חילופי מרצים וסטודנטים של תכנית פולברייט.
"באתי לישראל לתקופה של שנה שאני כבר באמצע שלה. הצלחתי לפתח שיתוף פעולה עם החברים שלי בארץ וכשאחזור לאמריקה נמשיך לשמור על קשר ולהתקדם."
קטעי וידאו