Тенденции развития интерфейсов: социальная робототехника и нейроинтерфейсы

14.07.2017

Круглый стол в рамках проекта «Дни промышленного дизайна в Сколково», модератором которого выступил Альберт Ефимов, руководитель департамента развития и продвижения технологических конкурсов и инициатив ИЦ «Сколково», был посвящен переменам во взаимодействии человека с окружающим миром, машин с людьми, машин с машинами. Также важным вопросом было, почему в России нет проблем с инженерией, но столько сложностей с созданием продуктов для рынка, удобных для людей.

 

«Интерфейсы устройств и сервисов претерпевают в последние десятилетия кардинальные изменения, в России эта тема особенно важна, потому как у наших робототехников и инженеров не получается грамотно выводить продукты на рынок, делать их удобными для конечного потребителя. В Европе и США это как будто часть ДНК и очень долгая традиция, нам же нужно учиться делать эффективный консьюмерский продукт, который будет иметь честь называться интерфейсом», — этими словами Альберт Ефимов открыл круглый стол и передал слово Надежде Зильберман.

Доцент кафедры гуманитарных проблем информатики философского факультета Национального исследовательского Томского государственного университета, специалист по социальной робототехнике Надежда Зильберман сформулировала основные векторы исследований области социальной робототехники и интерфейсов.

 

Первые роботы на службе у людей

Роботы 60-х годов жили в промышленности, но постепенно в 80-е они пришли к человеку в виде роботов-пылесосов, сервисных роботов и начали выполнять все задачи, которые мы им поручали. Дизайнеры работают с роботами как с любыми другими вещами, просто удобная функциональная штука, нужный инструмент. В 90-х годах, следуя нашей давней мечте, мы захотели дать роботам новые роли, усложнить им задачи, это, прежде всего, связано с развитием искусственного интеллекта: сделать роботов, которые бы готовили нам, учили бы нас, присматривали за нашими детьми, в конце концов, сделать роботов, которые были бы членами наших семей. Тогда возник вопрос: какой интерфейс должен быть у такого типа роботов? Массовые продажи предполагают, что интерфейс должен быть максимально интуитивным, чтобы любая домохозяйка, бабушка могла взаимодействовать с ним так, чтобы не читать инструкции. В обсуждении в 90-х годах в MIT MediaLab начался разговор о социальной робототехнике на научной почве: «Как мы вообще взаимодействуем с вещами?»

Оказалось, что люди склонны общаться с вещами как с другими людьми. Если принтер перестает печатать, то мы нервничаем и обзываем его, например. Этот эффект был усилен, чтобы сделать максимально оживленный интерфейс, максимально приближенный к человеческому общению, чтобы люди могли общаться с роботами как с людьми. Это и есть социальный интерфейс.

Пример — это Paro (Паро), любимый робот тех, кто занимается этой отраслью, продукт социального интерфейса, много лет существующий на рынке.

 

Два варианта социального интерфейса

Социальный интерфейс, в отличие от других типов интерфейса, состоит из двух компонентов: собственно внешность продукта, внешность робота и взаимодействие — то, как он говорит, на какое расстояние подъезжает, называет ли вас «сэр», понимает ли, что вы женщина, и начинает с вами общаться по-другому, делает ли комплименты и как он себя ведет в целом. Существует два варианта работы над внешностью: если мы создаем живое существо, мы берем субъекты, ассоциирующиеся с чем-то живым — люди, животные, растения, и просто повторяем это в дизайне робота. Либо же мы принципиально отказываемся от повторения живого и берем функциональный интерфейс.

Повторение живых субъектов — это самый популярный и обсуждаемый момент в социальной робототехнике. Идея повторить человека появилась не в ХХ и не ХХI веке, она живет в нас давно. Здесь тоже есть два вектора: андроидный интерфейс (максимальное повторение человека, робота невозможно отличить от человека) и второй — похожий на человека, но не точная копия. Андроидный интерфейс — это все еще давняя мечта, но пока она не реализована, недостаточно развиты технологии, хотя сегодня есть отличные примеры у «Нейроботикс» Хироши Ишигуро.

 

Страхи, этика и границы нормы

В случае андроидного интерфейса мы сталкиваемся с эффектом «зловещей долины». Люди, когда видят робота, похожего на человека, и чувствуют, что он отличается, то начинают бояться, нервничать и стараться дистанцироваться от него. Второй серьезный аспект, с которым сталкиваются дизайнеры при андроидных интерфейсах, — это этические вопросы. Здесь отдельная бурно развивающаяся индустрия — секс-робототехника. Она двигает вперед социальную робототехнику, желая получить роботов-андроидов, неотличимых от человека. С января в Барселоне открылась организация, предлагающая такие услуги, — можно купить такого робота в свободной продаже, поскольку пока нет никакого законодательства, можно арендовать на час и т.д. Тут возникает много вопросов, насколько это хорошо или плохо, насколько мы в этой отрасли допускаем роботов с интерфейсами детей, поскольку это тоже востребовано индустрией, и сегодня уже есть такие продукты.

Еще один этический момент — эффект антропоморфизма, когда, одушевляя антропоморфную вещь, люди начинают к ней испытывать настоящие эмоции. Это действительно так, хотя звучит немного дико. В робототехнике и интерфейсах этика — это нарастающий тренд. Есть исследователи, которые предлагают вообще отказываться от андроидного интерфейса и максимально его избегать.

В случае, когда мы повторяем роботов частично, люди воспринимают гуманоидных роботов гораздо лучше, испытывают больше симпатии к ним, нет эффекта «зловещей долины», они гораздо лучше продаются. Пример — робот Pepper, массовые продажи которого показывают, что сегодня это самый безопасный путь для производства роботов. Здесь предстоит решать вопросы более технические. Например, делать ли гендерных роботов, определять их как девочку или мальчика, красить в розовый цвет, делать более женские или жесткие линии. Люди склонны наделять гендером то, что видят, у нас бинарная система. С другой стороны, у нас есть активистки-феминистки, которые выступают против; есть люди, которые говорят: у нас не два гендера, почему вы делаете только два? Есть точка зрения, которая продвигает бесполых роботов. Если мы задумаемся о продаже роботов в какой-либо профессии, то гендер — тот принципиальный момент, который мы выберем. Возраст тоже интересный пункт: будем ли мы делать роботов с возрастом и каким — детей, взрослых, стариков, и как это будет показано?

 

Искусственный интеллект и противоречия будущего

Сегодня ученые говорят о том, что искусственный интеллект возьмет на себя управляющие роли, будет со многими менеджерскими задачами справляться лучше, чем человек, и если мы даем ему тело, а робот — это тело для ИИ, то это должна быть такая штуковина, рядом с которой человек сразу будет подчиняться. С другой стороны, подчинение роботу очень неприятно для человека. Тем не менее уже сейчас проектируют роботов-полицейских, роботов-учителей, это тоже статус выше человека. И здесь предстоит решить вопрос внешности, как будет маркирован этот статус и каким образом эти роботы будут вести себя с людьми.

Тренд последних лет пяти в разработках социальных робототехников — привычные нам системы и формы, которые взаимодействуют с нами социально: заигрывают, выражают агрессию. В пример можно привести знаменитую лампу на заставке компании Pixar, стол с выдвижными ящиками, который станет интерактивным — можно будет сказать тумбочке, чтобы она подъехала к вам или убралась с дороги. Недавно в рамках арт-проекта был создан робот, который бесит, для изучения.

Все эти вопросы — это не отдаленное будущее, а ближайшее. В России эти вопросы пока не совсем в тренде. Наши дизайнеры должны начать приходить в эту отрасль и тоже думать над примерами взаимодействий и функциями в составе междисциплинарных команд.

–---------------

Вопрос работы нейроинтерфейсов был подробно освещен Дмитрием Лазуренко, научным сотрудником Научно-исследовательского технологического центра нейротехнологий Южного федерального университета, который занимается моделированием нейросетей для самых разных технологий. Системы позволяют транслировать электрическую активность мозга во внешние устройства. Практически, это новый способ коммуникации человека с внешней средой и внешним миром.

 

От человека разумного к человеку информационному

Считается, что человечество в процессе своей эволюции проходило несколько таких крупных переломных этапов развития. В начале было появление слова, затем появление письменности, вот теперь новый этап эволюции человека — это переход от человека разумного к человеку информационному, потому что мы постоянно сталкиваемся с информационной средой, мы в ней живем, мы в нее погружены. У человека есть намерение использовать свою собственную мозговую активность, чтобы этой информацией управлять, поэтому исследования интерфейсов «мозг-компьютер», или нейроинтерфейсов, как их иначе называют, достаточно актуальны. В мире сотни лабораторий занимаются этой проблематикой, считается, что потенциальных пользователей около 100 миллионов, из них около 16 миллионов полностью парализованы после травмы, обширного инсульта. В России насчитывается до 150 000 таких пациентов. Если обратить внимание на динамику исследований, нейроинтерфейсы — это область пока что клинического применения в рамках нейрореабилитации и нейроуправления.

 

Границы нейроинтерфейсов и смежных технологий

Нейропротезы, так называемые бионические протезы, работают на биоуправлении — это подключение к периферической нервной системе. Родоначальником биопротезов и нейроконтроллеров были советские исследователи А.Е. Кобринский, В.С. Гурфинкель. Следующим этапом развития технологий стало подключение к мозгу и использование биологической обратной связи, с тем чтобы контролировать физиологические параметры организма и привести его к нормальному состоянию. И третий этап развития технологий — это использование электрической системы мозга для управления внешними устройствами, это ассистивные технологии, вспомогательные для нейрореабилитации, прежде всего, направленные на людей, частично или полностью обездвиженных. Однако в последнее время появляются и дополнительные области применения. Будущее, которое нас ждет, — это переход в виртуальную реальность, в нейронеты — это нейросоциальные сети, в которых можно будет обмениваться сообщениями, лайками и даже эмоциями. Уже сейчас тестируются прямые «мозг-мозг» интерфейсы, которые позволяют не только генерировать, но и транслировать команды непосредственно в мозг другим пользователям.

 

Нейропротезы с инвазивными микроэлектродами

Мозг постоянно взаимодействует с нашим телом, но если вдруг происходит травма на уровне спинного мозга, например в шейном отделе позвоночника, то тело отключается от мозга, мышцы не работают. Единственным естественным каналом взаимодействия мозга с внешним миром становится только лишь его собственная электрическая активность, которую можно транслировать во внешние устройства. Есть системы, которые позволяют непосредственно внедряться в ткань мозга и регистрировать активность как отдельных клеток, так и достаточно больших констелляций. Это полуинвазивные системы, которые не травмируют ткань, но все-таки внедряются через мозговые оболочки. Есть неинвазивные системы, с которыми мы и работаем, — это метод электроэнцефалографии, он имеет хорошее пространственное разрешение и позволяет динамично отслеживать текущее функциональное состояние мозга, анализировать его и выделять некоторые особенности его деятельности.

Первые работы, связанные с инвазивной технологией погружения микроэлектродов непосредственно в мозг, сейчас ведутся уже не только на животных, но и на людях — показана хорошая динамика управления нейропротезами. Уже есть публикация о пациентке, которая после аварии получила тяжелые повреждения спинного мозга и оказалась полностью обездвижена, но согласилась на операцию по внедрению микрочипа в ткань мозга. В течение года она научилась пользоваться роботизированной рукой — взять плитку шоколада и откусить, взять стакан воды и выпить. Это простые действия, которые делают парализованного человека относительно самостоятельным.

 

Области работы Центра нейротехнологий Южного федерального университета

Те области интерфейса, над которыми мы работаем, позволяют, например, частично обездвиженным пациентам, имеющим паралич нижних конечностей, восстановить движение с помощью нейрореабилитации и нейротренировок. На сегодняшний есть коммерческие предложения нейроинтерфейсов, которые продаются на рынке, есть интерфейсы с интересным дизайном, дизайнерские решения, это известные компании: Open BCI, Emotiv, Neuro Sky. Однако у них есть ограничения и некоторые особенности работы с алгоритмами, сигналами мозга. Мы, со своей стороны, в Южном федеральном университете развиваем собственные подходы к анализу работы мозга и разрабатываем собственный нейроинтерфейс. Он включает традиционно блок регистрации, усилители биопотенциалов, которые мы делаем самостоятельно, алгоритмы обработки сигналов, извлечение признаков и их трансляция в исполнительное устройство, либо экранные интерфейсы для управления курсором на мониторе, либо управления моторизированным креслом. У нас уже есть разработанные интерфейсы для обучения пользователей, соответствующие публикации нами уже сделаны как в отечественных, так и в зарубежных журналах.

Кроме того, мы разрабатываем программно-аппаратные комплексы для условно здоровых людей, которые способны произвольно формировать мысленные действия и движения, чтобы управлять мобильными устройствами. Например, планшетом — оперировать в рамках интерфейса, принимать, завершать звонки. Мы разрабатываем свои платы, усилители, позволяем людям с ограниченными возможностями работать в рамках мысленного набора текста в условиях селективного внимания, это реальные лабораторные тесты, также мы разрабатываем свои собственные корпусы и электроды для нейроинтерфейса. В частности, оригинальные разработки сухих электродов, которые позволяют без предварительной подготовки кожи и дополнительного нанесения геля качественно регистрировать электрическую активность мозга. Мы не прекращаем попытки разработать новые модели нейроинтерфейсов, новые дизайны шлемов для разных целей и потребителей с разным функционалом.

 

О разработке интерфейсов, работе с заказчиком и фокусными группами, важности обратной связи при проектировании интерфейсов рассказал Михаил Васильев, генеральный директор компании «Карфидов Лаб».

Наша работа связана не только с дизайном самого продукта, но и с его интеграцией в окружающую среду. Проблема с нашей стороны как исполнителей заключается в том, что нам хочется сделать красивого робота, который обладает всеми функциями, которые требуются заказчику. Не всегда получается это красиво и элегантно решить, приходится пройти очень длинный путь, чтобы к чему-то прийти, разработать новые виды технологии или пользоваться уже существующими технологиями. Часто бывают проблемы с оборудованием, которое можно достать, и это сказывается на сроках. Пока ждешь оборудование, придумываешь концепт, в котором отказываешься от этого узла. Дизайн — это не только внешний вид, но и целый список требований к инженерам, конструкторам и технологам. Это более техническая профессия, чем кажется. Специфика нашей компании в том, что мы предоставляем услуги заказчикам, мы даем очень много вариантов, защищая перед заказчиком тот, что больше нам нравится, но окончательное решение всегда на стороне заказчика.

Мы стремимся всегда на начальном этапе выслушивать все пожелания заказчика и малой кровью решать эти вопросы, потому что если мы нарисуем модель, сделаем прототип, а он скажет, поменяйте угол изгиба, то приходится все начинать заново. В промышленном дизайне главный критерий заказчика — «мне нравится» или «не нравится». Чтобы заказчику что-то понравилось, нужно предложить много вариантов.

Часто бывает, что дизайнер рисует модель, которая нравится заказчику, сделана презентация перед инвесторами, уже все ждут установки, а получается так, что возможности технологически произвести ее быстро и дешево не существует. Приходится идти на компромисс между технологом, заказчиком, дизайнером и конструктором. На эту тему есть много разных шуток, но мы стараемся максимально дизайнерский полет фантазии и удобство пользования сопрягать с технологиями производства и реалиями российского рынка.

Если вы не понимаете, как работает вещь, вы не сможете делать ее дизайн, важно понимать природу устройства вещей, внутреннюю механику. Мы не просто рисуем, еще работаем с различными материалами — с железом, с пластиком, листовым титаном. Делали модуль для парашютного беспилотника, обтекаемую форму для океанологического аппарата, он был выполнен с очень высокими требованиями к шероховатостям, потому что малейшая неровность на его поверхности повлекла бы за собой большое сопротивление. В современном мире надо совмещать и технологию, и дизайн, и конструктив всегда и везде. Даже простой вендинговый аппарат проектируется с учетом эргономики, среднего роста человека, купюроприемника, количества еды, которую можно поместить, условий хранения. Тут целый список требований, которые сначала даже не видны.

У нас самые разные продукты — лабораторные установки для получения металлических стержней из расплава легированной или высоколегированной дорогостоящей стали, корпус для радиоэлектронного модуля, который устанавливается на столбах, факел для Олимпийских игр, который должен был выглядеть в меру традиционным и в меру современным, потому что на него смотрел весь мир. Мы всегда работаем над интерфейсом до того момента, пока проект не станет по-настоящему верным решением для заказчика.

+ +

  Публикации

Последние материалы


Метки
ai DARPA DIY (своими руками) DJI автомобили и роботы андроиды анималистичные антропоморфные Арт аэротакси безработица и роботы беспилотники бионика бытовые роботы вектор видео военные дроны военные роботы встречи выставки Греция группы дронов дайджест Дания доильные роботы домашние роботы доставка беспилотниками доставка и роботы дроны Европа железные дороги захваты игрушки Израиль ИИ Индия интервью интерфейсы инфоботы Ирак Иран искусственный интеллект история Италия Казахстан как заработать Канада киборгизация кино Китай коллаборативные роботы колонки коммунальное хозяйство компоненты конспекты конструкторы концепты кооперативные роботы космос курьезы курьеры Латвия линки логистика машинное обучение медицина медицина и роботы металлургия море и роботы мусор и роботы наземные военные роботы налоги научные роботы необычные Нидерланды Новая Зеландия Норвегия носимые роботы ОАЭ образование образовательная робототехника обучающие роботы общепит и роботы Объединенное Королевство онлайн-курсы робототехники охрана и беспилотники охрана и роботы патенты персональные роботы пищепром ПО подводные роботы подземные пожарные роботы полевые роботы Португалия право презентации пресс-релизы применение беспилотников применение дронов применение роботов прогнозы проекты производство дронов происшествия промышленные роботы противодействие беспилотникам работа развлечения и беспилотники развлечения и роботы распознавание речи растениеводство регулирование регулирование дронов регулирование робототехники рекорды рисунки робомех робомобили роботизация робототехника роботрендз роботренды роботы роботы и автомобили роботы и медицина роботы и море роботы и мусор роботы и обучение роботы и развлечения роботы и строительство роботы и уборка роботы телеприсутствия роботы-транспортеры робошум рой Россия Руанда сайт RoboTrends.ru сделки сельское хозяйство сенсоры сервисные роботы синтез речи склады и роботизация соревнования софт-роботика социальная робототехника социальные роботы спорт и дроны спорт и роботы строительство США телеприсутствие термины терроризм торговля транспорт транспортные роботы тренды трубопроводы и роботизация уборка и роботы Украина уличные роботы Франция хобби-беспилотники ховербайки Хождение чатбот шагающие роботы Швейцария Швеция шоу экзоскелеты эко-дроны экология электроника этика (робоэтика) Южная Корея юмор

Подписка: RSS, Email, Telegram
  Информация