Он стал лидером альтернативного направления в робототехнике, опиравшегося на концепцию воплощенного, материализованного интеллекта и принципы функционирования биологических организмов. Ни одно животное в ходе эволюции не появилось сразу. Новые виды возникали медленно, постепенно накапливая полезные биологические функции, доставшиеся от предшественников. Первый человек тоже появился не сразу и не полностью сформировавшимся. Люди развились из более простых форм жизни, которые не были способны мыслить, но могли плавать, ползать, искать пищу и размножаться. Для выполнения этих функций они обладали прошедшими естественный отбор специализированными системами, которыми и сейчас пользуются рыбы, насекомые и другие живые существа, включая самого человека. При передвижении животные используют нейронные проводящие пути, сформировавшиеся миллионы лет назад у их далеких предшественников, которые сначала научились плавать, потом ползать, а потом и ходить на все более усложнявшихся конечностях. Кроме того, у древних животных были системы восприятия информации, в ходе эволюции превратившиеся в органы зрения, обоняния и слуха у современных млекопитающих.
Команда Брукса начала создавать робот с простого устройства, способного только передвигаться. Однако передвигалось оно очень хорошо. Разработчики отказались от детального планирования каждого шага: устройство само приспосабливалось к условиям передвижения в реальном времени. Для управления конечностями ему не нужен был всезнающий процессор: каждая конечность имела пружины и амортизаторы, а также собственный источник питания, обеспечивающий автономное принятие разумных локальных решений простых задач. У роботов Брукса каждая конечность сама умела избегать препятствий или преодолевать их, для этого ей не требовался центральный орган управления, указывающий, что ей надо делать. В сложной обстановке, например в лабиринтах, такие роботы самостоятельно ориентироваться не способны, но при простых передвижениях они очень надежны. Они не спотыкаются на булыжниках и выбоинах на дороге, без проблем преодолевают песчаные и каменистые участки, относительно легко перемещаются вверх или вниз по склону. Замысел Брукса состоял в том, чтобы использовать такую логику движения в более сложных роботах, подключая ее к выполнению задач более высокого уровня. Новый модуль общается с основными блоками движения, обеспечивая их взаимодействие с узлами, которые, например, реагируют на свет и интерпретируют визуальные сигналы.
Вам, наверное, попадались подобные роботы, например пылесос Roomba компании iRobot. Может быть, такой пылесос даже есть у вас. Этот дискообразный аппарат передвигается по квартире и пылесосит пол, обходя препятствия и держась подальше от лестниц. У Roomba два колеса, работающих независимо друг от друга, и комплект датчиков, информирующих пылесос о препятствиях, с которыми он может столкнуться. Когда Roomba приближается к стене или к другому препятствию, он разворачивается и движется в другое место. У него нет никакого общего плана действий, он просто крутит свои колесики в другую сторону. Его датчики и контроллеры выполняют свою работу, не вникая в то, что и где еще происходит. Каждый его компонент делает нечто простое, но делает это эффективно, и результат весьма впечатляет: пол в комнате оказывается чистым.
Такой способ конструирования роботов с материализованным интеллектом называется предикативной архитектурой; в ней модули более высокого уровня разработаны с таким расчетом, чтобы они могли подключаться к функциям низшего уровня. В рамках этой концепции интеллект понимается как большая иерархия: сложные задачи высокого уровня выполняются путем комбинирования более простых функций, которые, в свою очередь, представляют собой наборы еще более простых операций. При этом для выполнения сложной задачи не требуются исчерпывающие вычисления и планирование, а всего лишь нужно правильно организовать работу иерархии акторов (моделей взаимодействия), которые на самом низком уровне непосредственно реагируют на условия среды. Бруксу не удалось создать робота, способного делать что-нибудь по-настоящему сложное, однако его идеи нашли воплощение в минималистском дизайне современного тренда развития робототехники. У новейших роботов нет огромных наборов сложных встроенных функций, они сконструированы с таким расчетом, чтобы эффективно реагировать на условия, в которых им приходится работать. Поэтому они не нуждаются в том, чтобы подробно просчитывать малейшие движения при планировании дальнейших действий. Окружающая среда сама «выполняет» для них множество расчетов.
Как сконструирован человек
Соответствующая революция произошла и в области изучения мышления человека. Как устарела концепция ИИ-роботов, точно так же устарела и концепция когнитивной психологии человека, которая имела все основные характеристики GOFAI и которая изменилась примерно в то же время. Согласно этой концепции, человек обрабатывает символы подобно компьютеру, но с использованием «человеческого» программного обеспечения, приходит к разумным выводам и направляет результаты в запоминающее устройство. Основная идея состояла в том, что для создания модели мира человек выполняет массу вычислений. Мы ориентируемся и принимаем решения путем расчетов, определяем наилучший порядок действий, храним информацию и непрерывно обновляем то, что знаем. Но если наше мышление работает именно так, то мы все время должны быть предельно измотаны. Однако на самом деле мы не уделяем почти все свое время построению модели, описывающей мир.
В одном эксперименте участникам предложили прочитать текст на экране компьютера. При этом на каждого участника было надето устройство, отслеживающее движения глаз (61), которое сообщало компьютеру, куда человек смотрит. Кроме того, исследователи использовали весьма остроумный прием: основную площадь экрана компьютера занимал бессмысленный, случайный набор букв, а осмысленный текст показывался только в маленьком окошке, помещавшемся именно в том месте, куда человек смотрел. Поскольку компьютер знал, куда смотрит участник эксперимента, то в это место и помещалось небольшое окошко с настоящим текстом. Когда читающий переводил взгляд, окошко перемещалось вслед за ним. То есть настоящий текст всегда присутствовал в маленьком окошке в той точке, куда направлен взгляд, но окружающий окошко текст представлял собой просто совокупность произвольно набранных букв. Ученые, проводившие эксперимент, установили, что, пока окошко оставалось достаточно большим, участники эксперимента и не догадывались, что основная площадь экрана за пределами их взгляда заполнена бессмыслицей. Они считали, что на всем экране показывается нормальный текст. Обычно такое окошко имело ширину как минимум 17–18 букв: примерно 2–3 буквы влево от точки фиксации взгляда и примерно 15 букв вправо (потому что в английском языке читают слева направо). В окошке помещалось всего несколько слов, не больше 6, но, хотя вокруг этих нескольких слов на экране располагалась абракадабра, участники были уверены, что читают нормальный текст. Человек, стоящий позади читающего и тоже смотревший на экран, увидел бы на нем в основном бессмысленный набор букв, однако читающий ничего про это не знал. Поскольку читающий в любой данный момент видел осмысленный текст, он предполагал, что и весь остальной текст тоже осмысленный.
Познали ли участники этого эксперимента реальный мир? Нет, поскольку реальный мир в этой своей части почти весь состоял из бессмыслицы, а они общались с миром, заполненным осмысленным текстом. Куда бы они ни переводили взгляд, перед ними был нормальный текст, поэтому они сделали вывод, что и все остальное, чего они не видели, – это тоже осмысленный текст. Участники этого эксперимента воспринимали мир, используя своего рода туннельное зрение, не замечая, что за пределами небольшого перцептивного окошка господствует хаос. Результаты этого эксперимента свидетельствуют о том, что наши суждения об окружающем мире основаны на беглых взглядах. Но разве мы создаем модель мира и представляем ее себе подобно пьесе на сцене? Вряд ли это верно. Приведем простое объяснение. Участники эксперимента считали, что все остальное, чего они не видели, имеет смысл, ибо весь окружающий мир, как правило, наполнен смыслом (ведь обычно психологи, фокусники и артисты тоже не стремятся нас обмануть). В ходе этого эксперимента его участники находились в нормальном состоянии, поскольку те небольшие отрывки информации, которые они видели, в целом нисколько не противоречили их обычному мироощущению.
