Швейцарские ученые скомбинировали дрон и инвалидную коляску

Одна из самых сложных задач, стоящих перед разработчиками, — научить роботизированную инвалидную коляску безопасно пересекать проезжую часть улицы. Gaetan Bally

Швейцарские ученые сумели связать инвалидную коляску и беспилотник в единую систему. Этот проект продемонстрировал как перспективы технологий на основе «искусственного интеллекта» (ИИ), так и их пределы возможного.

Швейцарская научно-исследовательская группа ученых и инженеров разработала инвалидное кресло на основе искусственного интеллекта (ИИ), причем специальный дрон играет в рамках этой системы роль своего рода поводыря и навигатора, помогающего людям с ограниченными возможностями вести более независимую жизнь и не чувствовать себя исключенными из общества. При этом, как всегда, на пути инноваций и изобретений возникают барьеры как технического, так и юридического и этического свойства.

Жить нормальной жизнью, иметь возможность быть частью общества: в Швейцарии недавно начался сбор подписей под народной законодательной инициативойВнешняя ссылка, которая призывает сделать все возможное, чтобы люди с ограниченными возможностями в Швейцарии имели такие же шансы и возможности, как и все остальные граждане. На данный момент в стране проживают примерно 1,7 млн человек с теми или иными ограничениями — по зрению, слуху, в сфере мобильности.

По мнению инициативного комитета, они всё ещё лишены возможностей, которыми пользуются люди без инвалидностей, то есть, например, у них нет свободы передвижения. Но даже если народ в едином порыве и примет это благое пожелание, то все равно останется вопрос: а как реализовать всё это на практике? Ответ на этот вопрос могут дать только ученые и инженеры, разрабатывающие соответствующие нормы, стандарты, а главное — технические решения.

Одно из таких решений недавно даже получило престижную награду, которой отмечают проекты, призванные упростить жизнь людей с ограничениями в области мобильности. Речь идет об инвалидном кресле на основе искусственного интеллекта (ИИ) и с «участием» специального дрона-поводыря. Работает над этим проектом группа ученых во главе с Франческо Фламмини (Francesco Flammini). Проект, финансируемый ЕС и правительством Швейцарии, реализуется в Институте исследований искусственного интеллекта в городе Лугано, кантон Тичино (Istituto Dalle Molle di studi sull’intelligenza artificiale di LuganoВнешняя ссылка).

«Умная инвалидная коляска»

Сверхзадача проекта — создать интеллектуальное средство передвижения, которое позволило бы людям с ограниченными возможностями легко и без посторонней помощи выполнять все повседневные действия и решать самые насущные задачи, например, ходить на работу, записываться к врачу, навещать друзей. «Наша умная инвалидная коляска — это технология, предназначенная для людей с тяжелыми формами инвалидности, зачастую в буквальном смысле прикованным к постели», — говорит Бенджамин Куйперс (Benjamin Kuipers), эксперт в области электротехники и вычислительной техники Мичиганского университета в США.

Франческо Фламмини — профессор Института по изучению искусственного интеллекта (Istituto Dalle Molle di studi sull’intelligenza artificiale USI-SUPSI). IDSIA

Вместе со своей командой экспертов он вот уже много лет работает над созданием интеллектуальных роботизированных инвалидных колясок, притом что только в США таких иммобилизованных инвалидов насчитывается до пяти миллионов человек. Кроме того, он много размышлял и над этическими проблемами, в частности над вопросом о том, можно ли доверять роботам автономное выполнение задач в области ухода за людьми с ограничениями по мобильности.

В видеоролике ниже Бенджамин Куйперс и двое его студентов демонстрируют свою интеллектуальную роботизированную инвалидную коляску (на английском языке):

Нельзя сказать, что в последнее время в этой области отмечался дефицит идей, но сложности как технического, так и этического свойства пока не позволили ни одному их соответствующих проектов дойти до стадии внедрения, не говоря уже о рыночной коммерциализации. «Проблемы, с которыми мы сталкиваемся, очень сложны. Мы разрабатываем нечто совершенно новое, до перехода на стадию промышленной реализации у нас уйдет ещё по меньшей мере несколько лет», — говорит Франческо Фламмини. Одна из самых сложных проблем, с которыми сталкиваются разработчики нового инвалидного кресла, — научить его пересекать улицу — самостоятельно и в полностью безопасном режиме.

Расчет порога риска

Швейцарские инженеры уже протестировали свою навигационную систему, имитируя самые различные реальные сценарии (дождь, туман, плохая видимость), доказав, что в целом она вполне может работать, оказывая поддержку людям с психическими и сенсорно-моторными отклонениями, например, людям с нарушениями зрения. Возможным это стало благодаря системе датчиков и камер, схожих с такими же системами, применяемыми в автономных беспилотных автомобилях. Новый фактор — применение беспилотников, разработанных в Швейцарии. Такие дроны, зависая над инвалидом-колясочником, могут дать тому возможность более адекватно оценить ситуацию с разных углов и ракурсов и только потом принимать решение о том, стоит ли ему пересекать проезжую часть.

Бенджамин Куйперс, профессор Мичиганского университета в США, эксперт в области электротехники и информатики. University of Michigan

«Преимущество дронов состоит в том, что они могут передвигаться и находиться там, куда не достигает взгляд человек», — объясняет Франческой Фламмини. Чтобы оценить, безопасно ли в данный момент пересекать дорогу, система на основе ИИ рассчитывает порог риска с опорой на систему математических вычислений. Б. Куйперс, со своей стороны, сомневается в осуществимости швейцарского проекта.

«Люди с ограниченными возможностями не хотят привлекать к себе всеобщего внимания. А инвалидное кресло, окруженное роем дронами, очень бросается в глаза», — говорит американский ученый. С его точки зрения, ученым из Лугано стоит обратить на этот аспект особое внимание и в любом случае им следовало бы проконсультироваться с потенциальными пользователями.

Франческо Фламмини, напротив, считает, что чем больше у системы на основе ИИ в распоряжении есть данных, в том числе и предоставляемых дронами, тем безопасней и безотказней будет работа такой системы. По его мнению, такие системы на основе ИИ, управляющие беспилотными поездами или даже атомными электростанциями, сложны, но в итоге они все работают на основе ряда простых принципов, находясь в стабильном и предсказуемом рабочем окружении. А вот такие же системы на основе ИИ, применяемые в инвалидных колясках, работают в куда более сложных условиях, и их действия не всегда можно будет предсказать в полной мере.

Кто виноват?

И если случится ДТП, то тут очень сложно было бы пока понять, кто виноват и что произошло. Те же сложности актуальны и для самоуправляемых беспилотных автомобилей. «Доверять системам, принципы работы которых тебе неизвестны, нельзя ни в коем случае», — говорит Франческо Фламмини. Поэтому он и его команда попытались решить эту проблему, сведя большинство процессов, включая процесс пересечения проезжей части улицы, до ряда формально-математических построений. Пока эта система еще должна пройти период «глубокого обучения». 

Беспилотное инвалидное кресло, разработанное Франческо Фламмини и его командой инженеров. Эта визуализация была сгенерирована искусственным интеллектом. Francesco Flammini / IA

«Например, если система на основе искусственного интеллекта должна уметь отличать волка от собаки и если она обучена видеть и понимать только изображение волка на фоне снежного покрова, то она вряд ли сможет распознать того же самого волка в другом контексте». Всё это ведет к возникновению в том числе и чисто юридических проблем. Обычно в случае ДТП основным становится вопрос: кто виноват? А как быть в данной ситуации?

«Где находится ошибка? Была ли она в программном обеспечении, или в датчиках? Чья это вина — компании-производителя или какой-то третьей стороны? Кроме того, навигационная система на основе ИИ должна уметь просчитывать вероятность аварии, каковой показатель должен всегда оставаться ниже определенного порога допустимости. В отношении обычных поездов и самолетов гражданской авиации мы поддерживаем такую вероятность на уровне ниже показателя 10 в минус 9 степени. Системы искусственного интеллекта в настоящее время такую вероятность гарантировать не могут», — говорит Франческо Фламмини.

«Робот должен служить человеку»

«А ведь человек делегирует роботу часть своего очень важного функционала, доверяя ему и исходя из того, что он сможет надежно избегать возникновения опасных ситуаций. В то же время робот должен уметь распознавать и отказываться выполнять отданные вольно или невольно смертельно опасные команды, например, упасть с лестницы или выпасть из окна. А это как раз очень важные вопросы этического свойства», — подчеркивает Бенджамин Куйперс. 

Не забудем и тот факт, что законодательства, регулирующего режим полетов беспилотников в общественных и городских пространствах, пока нигде не разработано. Тем не менее ученые из Лугано уверены, что они двигаются в правильном направлении. «Наш перспективный новаторский проект открывает новые горизонты в том, что касается поддержки людей с ограниченными возможностями», — говорит Франческо Фламмини.

Бенджамен Куйперс считает, что такие технологии лучше всего подошли бы для решения задач в рамках научных исследований, например, речь могла бы идти о картографировании местности. Немало нерешенных задач остаётся и в сфере изучения характер взаимодействия человека и машины. «Человек в любом случае всегда был и останется приоритетом. Робот должен жить, чтобы служить нам, а не наоборот», — резюмирует Куйперс.

Италоязычный оригинал отредактирована Вероника де Вор, русскоязычный оригинал подготовила и отредактировала русскоязычная редакция SWI / ип / нк / ап.