Технические науки

«Робот — это железка»

Как научить робота учить

Егор Полынцев/Indicator.Ru

Одним из победителей конкурса в совместном проекте Indicator.Ru и Координационного совета по делам молодежи в научной и образовательной сферах Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию «Я в науке» на форуме «Открытые инновации» стал магистрант Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники Егор Полынцев, рассказавший о программировании антропоморфного робота — помощника учителя начальных классов. Мы расспросили его о том, насколько важно детям заниматься с роботом, как робот может помогать преподавателю и что в его создании важнее — «тело» или «душа».

— Как давно реализуется ваш проект, кто в нем участвует?

— Сама идея проекта не нова — в лаборатории робототехники и искусственного интеллекта в нашем университете исследования по взаимодействию между роботом и ребенком ведутся с 2011–2012 года. В это же время, кстати, был куплен и наш робот. В этом году проект получил второе дыхание благодаря гранту по конкурсу «Развитие-НТИ» Фонда содействия инновациям, над ним теперь работает большое количество людей. Кроме ТУСУР это научный центр «Полюс» и компания «Физикон Лаб». Я в проекте — программист и инженер, осуществляю техническую поддержку, администрирую сеть, которая специально создана под этот проект, и делаю задачи по бэкенд-разработке. В целом в лаборатории робототехники и ИИ выполняется часть работ, связанная с взаимодействием робота и человека. А работы, связанные с распознаванием голосов, образов и эмоций, выполняют разработчики из компаний и из других подразделений университета.

— Ваш помощник работает на популярном роботе Nao. Почему выбрали именно эту платформу, в чем ее преимущества?

— На самом деле платформа не очень важна. Сейчас мы работаем на Nao, потому что он есть в наличии в университете. Но мы хотели бы привязать к проекту и другие платформы. Например, это может быть колесный робот Pepper от той же фирмы Aldebaran Robotics, что и Nao, или пермский Promobot. Робот — это железка. Сегодня многие компании умеют делать отличных роботов, соединять между собой сервоприводы, управлять ими, чтобы робот ходил, и выполнять задачи, и купить робота легко. Но что дальше с ним делать? И мы предлагаем такой прикладной вариант.

— В чем потенциально может быть роль такого робота в школе?

— Конечно, это ни в коем случае не замена учителю, а его помощник и ассистент. Допустим, учитель задал детям на дом выучить стихотворение, и в другой день класс разделится и будет сдавать пополам — одни расскажут стихотворение роботу, другие учителю. Учеников в классах сейчас много, и учителю нужен такой помощник. Но пока это только наши предположения, мы не говорим, что роботы будут панацеей для школ.

— И чему уже обучен ваш робот?

— У него есть несколько разных форматов взаимодействия с ребенком. Например, он загадывает детям загадки, учит с ними английский алфавит и дорожные знаки. Ребенок показывает роботу карточку, а он рассказывает, что это; или робот задает вопрос и проверяет, правильную карточку показывает ребенок или нет.

— Дети охотнее занимаются с человекоподобным роботом, чем в обычной обучающей программе на компьютере? Ведь это довольно простые форматы, и они могут неплохо выглядеть и в виде компьютерной игры.

— Детям очень важно, что робот антропоморфный. Мы несколько раз приходили с ним в школы, регулярно ходим на мероприятия для детей. За два-три дня многое можно понять о том, как дети его воспринимают и взаимодействуют с ним. Вообще в целом тема социальных роботов в мире плохо изучена. Попытки создать их, в том числе и для школ, были, но они далеко не продвинулись, так что неизвестно, каким должно быть общение робота и ребенка. Что детей увлекает в этом общении, что им понравится больше, что будет эффективно для обучения и так далее. У нас сейчас нет амбиций внедрить роботов во все школы в области или в стране, пока наш проект — исследовательский. Мы изучаем, какие каналы взаимодействия сработают: выдвигаем гипотезы, проверяем их в школах, делаем выводы.

— Что вам удалось выяснить?

— Чем больше каналов взаимодействия между человеком и роботом, тем лучше. Например, мы разработали веб-приложение, которое выводит информацию текстом на экран и показывает тематические картинки, пока робот говорит. Это нужно еще и потому, что робот говорит весьма нечетко. Когда вокруг шум, человеку, который никогда его не слышал, обычно трудно понять. Но одновременно это помогает сделать взаимодействие насыщеннее. Еще было бы здорово, если бы робот мог проводить для детей зарядку. Но наш экземпляр уже слишком старый, он не может ни ходить, ни двигать руками. Так что пока из возможностей у него только голос, веб-приложение, распознавание звука и картинок.

— С состоянием вашего робота связаны еще какие-то ограничения, которых не будет, если перейти на новую качественную платформу?

— Да, есть еще проблема с быстродействием. Так как платформа очень старая, а все вычисления, которые роботу нужны для распознавания голоса или изображений, проводятся у него на борту. Используя сторонний API, мы могли бы повысить скорость и точность распознавания, но пока нам такая возможность недоступна. На тех же «Открытых инновациях» люди, которые к нам подходили, не всегда дожидались отклика от робота, уходили. Насколько я знаю, сейчас планируется закупка другого робота — такого же Nao, только нового. Также мы заинтересованы в сотрудничестве, если кто-то нам предоставит другую платформу, мы можем адаптировать систему под нее.

— Какие направления развития есть у проекта, над чем вы будете работать в ближайшем будущем?

— На данный момент продолжительность взаимодействия ребенка с роботом ограничена количеством приложений, которые мы разработали. Например, игра в загадки ребенку надоедает достаточно быстро: мы, конечно, пополняем набор загадок, но сам формат не меняется, это скучно. Мы планируем сделать магазин приложений для роботов, чтобы сторонние разработчики расширили контент для таких социальных роботов. Отдельная сложная задача — распознавание эмоций ребенка, чтобы робот мог давать задания, исходя из его состояния. Например, менять формат, когда ребенку наскучит.

— Помощник учителя — единственный вид социальных роботов, над которым вы сейчас работаете?

— Да, были и другие идеи, но сейчас все время занимает этот проект. А было бы круто, если бы дома у каждого был такой робот-помощник, который и поесть приготовит, и поговорит с тобой, когда тебе скучно. Особенно это было бы актуально для одиноких пожилых людей.

Материал подготовлен при поддержке Фонда президентских грантов.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.