В 1960-е годы ученые верили, что роботы уже через десять лет будут управлять заводами и обучаться «на ходу». Один из таких проектов — робот Freddy из Эдинбургского университета — стал символом первой «зимы искусственного интеллекта» в Великобритании.
Контекст: первые попытки создать интеллектуального робота
В 1965 году в SRI International начался проект Shakey — первого в мире интеллектуального робота. Он мог анализировать окружение с помощью камеры, распознавать цветные геометрические объекты, прокладывать маршрут и общаться с компьютером SDS 940 по радио.
Shakey не имел манипуляторов и мог только передвигаться. Несмотря на научный интерес, проект закрыли в 1972 году из-за отсутствия практической пользы.
Тем не менее, он вдохновил другие исследовательские группы. В 1967 году Дональд Мичи, Ричард Грегори и Кристофер Лонге-Хиггинс основали кафедру машинного интеллекта и восприятия в Эдинбургском университете. Их цель — создать робота, способного распознавать объекты, адаптироваться к новым задачам и собирать конструкции с помощью манипулятора.
Финансирование поступало от американского и японского оборонных агентств, которые всерьез планировали полностью автоматизированные заводы уже к 1980 году.
В 1969 году к проекту присоединились Стивен Солтер и Гарри Барроу. Они разработали Freddy I — миниатюрного робота на двух колесах с независимыми двигателями, подвижными бамперами и камерой под углом 45°.
Робот управлялся с компьютера Elliott 4130. Сигнал с камеры обрабатывался: каждому пикселю присваивалась кодировка по яркости, что позволяло выделять контуры объектов. Барроу разработал алгоритм, сопоставлявший формы с базой эталонных изображений — робот мог отличать чашку от игрушечного дерева.
Но Freddy I, как и Shakey, не имел практического применения. Чтобы сохранить финансирование, Мичи понял: нужна новая версия — с манипулятором и возможностью сборки.
Freddy II: автономный обучающийся робот, привлекший внимание СМИ
Работа над новой версией началась в 1969 году. Робот получил название Freddy Mark 1.5, а затем — Freddy II.
У него появился манипулятор из двух параллельных пластин с электроприводами. Он мог сжимать и отпускать предметы, перемещаться вверх-вниз, вращать объекты вокруг вертикальной и горизонтальной осей.
Для перемещения в горизонтальной плоскости использовалась хитрость: сама рабочая платформа двигалась по направляющим.
Робот оснастили двумя камерами: одна смотрела вертикально вниз, другая — под углом с фермы, удерживающей манипулятор.
Система работала на двух компьютерах:
- Elliott 4130 (384 КБ ОЗУ) — отвечал за вычисления;
- Honeywell H316 (16 КБ ОЗУ) — считывал данные с датчиков и управлял приводами.
Программирование велось на языке POP-2, разработанном в Эдинбурге. Он сочетал идеи Lisp и ALGOL 60 и подходил для задач ИИ.
Распознавание объектов работало по той же схеме, что и у Freddy I. Например, для сборки игрушечной машинки из 12 деталей система:
- распознавала деталь А, брала её и откладывала;
- находила деталь Б, поворачивала и устанавливалась в нужное положение;
- повторно брала деталь А, правильно ориентировала и соединяла с деталью Б.
Разработчики столкнулись с двумя проблемами.
Первая — низкоуровневое управление («переместить сюда, взять туда») требовало недель на настройку и не позволяло адаптироваться. Решение — язык RAPT (Robot Assembly Parts Technology), где поведение задавалось на уровне объектов. Система сама определяла последовательность действий.
Вторая — робот не знал, захватил ли объект и с какой силой сжимает. Проблему решили установкой тензодатчиков на «запястьях» манипулятора.
Модернизация была настолько значительной, что Мичи переименовал робота в Freddy II. К 1973 году он мог самостоятельно собирать игрушечные машинки и лодки.
Однако делал это крайне медленно — до 16 часов на одну сборку. Причины — несовершенные камеры, медленные приводы и большое число промежуточных шагов.
Несмотря на это, Freddy II привлек широкое внимание СМИ. Мичи надеялся, что публичный интерес обеспечит продолжение финансирования.
Он ошибся.
Дебаты на ТВ: как Freddy II стал одной из причин заморозки исследований
В 1972 году Совет по научным исследованиям Великобритании (SRC) поручил математику Джеймсу Лайтхиллу оценить перспективы ИИ. Лайтхилл был известным ученым — Лукасовский профессор математики в Кембридже, занимавший пост после Ньютона и Бэббиджа.
В июле 1972 года он представил доклад «Искусственный интеллект: общий обзор», получивший известность как «доклад Лайтхилла».
Большинство исследователей в области искусственного интеллекта испытывают сильное чувство разочарования в достижениях последних двадцати пяти лет. В эту область пришли примерно в 1950, а то и в 1960 году, с большими надеждами, которые оказались очень далеки от реализации в 1972 году. Ни в одной из областей науки сделанные к тому времени открытия не оказали того значительного влияния.
Лайтхилл разделил ИИ на три категории:
- А — продвинутая автоматизация;
- В — создание роботов («мост» между А и С);
- С — компьютерное моделирование центральной нервной системы.
Прогресс в категориях А и С он признавал, но назвал усилия в категории В «наивными и даже безумными».
Когда способные и уважаемые ученые пишут, что ИИ — это следующий шаг эволюции... Они полагают, что машинный интеллект превзойдет человеческий к 2000 году. Однако такие прогнозы в 1972 году, соотнесенные с текущими результатами, выглядят чересчур оптимистично.
В докладе утверждалось, что категория А станет инженерной дисциплиной, С — частью нейробиологии, а В будет упразднена.
Роджер Нидхем и Кристофер Лонге-Хиггинс не согласились с выводами и подчеркивали фундаментальную важность категории В.
Однако сильнее всех отреагировал Дональд Мичи. У него был работающий робот, способный принимать решения. Он потребовал:
- указать, с кем общался Лайтхилл;
- предоставить ссылки на исследования;
- объяснить методологию оценки.
Мичи также попросил увеличить финансирование и закупить мэйнфрейм PDP-10, чтобы Великобритания оставалась конкурентоспособной в ИИ.
Споры достигли такой остроты, что BBC организовала теледебаты 9 мая 1973 года. В них участвовали Мичи, Лайтхилл, Джон Маккарти (создатель термина «искусственный интеллект») и Ричард Грегори.
Дебаты прошли в Королевском институте в Лондоне. Мест не хватало.
Лайтхилл повторил свою позицию:
Фундаментальные проблемы ИИ с математической точки зрения настолько велики, что они вряд ли будут преодолены в ближайшем будущем и вообще в принципе. Роботы не смогут рассуждать о мире так же, как и люди.
Мичи ответил демонстрацией видео, где Freddy II собирает игрушечную машинку, и объяснил принцип работы системы.
Маккарти и Грегори в целом поддержали Мичи:
ИИ — это самостоятельная область исследований, а не просто мост между автоматизацией и роботом, имитирующим человеческий мозг.
После дебатов большинство ученых встали на сторону Мичи. Но SRC принял решение Лайтхилла. Финансирование перспективных проектов, включая Freddy II, было прекращено.
Так начался период, позже названный «зимой ИИ».
Последствия: робот стал экспонатом музея, а исследования отложили на десятилетия
«Зима ИИ» охватила не только Великобританию. Freddy II стал одним из символических эпизодов — особенно из-за публичных дебатов.
Другие факторы, повлиявшие на спад финансирования:
- 1966 — отчет ALPAC, заявивший о полном отсутствии прогресса в машинном переводе;
- 1969 — критика перцептрона в книге Мински и Паперта, что заморозило исследования Фрэнка Розенблатта;
- 1973 — сокращение финансирования DARPA из-за провала в распознавании речи.
Проект Freddy II официально закрыли в 1976 году. Робота передали в Королевский музей Шотландии.
Джеймс Лайтхилл продолжил карьеру в гидродинамике. В 1971 году его посвятили в рыцари, в 1976 году он стал членом Национальной академии наук США, а в 1983 году получил Золотую медаль Института математики.
Дональд Мичи остался профессором в Эдинбурге, позже основал Институт Тьюринга в Глазго. В 1982 году он написал книгу Machine Intelligence and Related Topics, где впервые прокомментировал доклад Лайтхилла:
Работа талантливых молодых людей, добившихся выдающихся результатов, была заклеймена как некачественная наука, а эксперимент был прерван на полпути. Это было возмутительно.
ИИ пережил ещё один спад в 1980-е. Только с 2000-х интерес к технологии вернулся. Сегодня ИИ — не академический эксперимент, а прикладная технология: от генеративных моделей до автоматизации сложных процессов.
Судьба целой отрасли порой зависит от решений тех, кто распределяет финансирование. Что бы сказал Джеймс Лайтхилл, будь он жив? Признал бы свою неправоту? Или отметил бы объективные ограничения подхода 1970-х? Этого мы уже не узнаем.