Jak vdechnout stroji duši: Roboti se učí, jak si vytvořit "bublinu", díky které začnou vnímat sami sebe

"Jsem žena, Gaie. Umělá žena!" ohrazuje se dotčeně hrdinka sci-fi série Battlestar Galactica proti obvinění, že je pouhý stroj. Možná právem, od člověka není k rozeznání. 

"Umělá žena" už má protějšky i ve skutečném světě, jejích parametrů však zdaleka nedosahují. Například androidka Erica sice umí coby recepční přivítat návštěvu, dovede se i "urazit" podobně jako zmíněná postava, když dospěje k názoru, že si z ní lidé dělají legraci, protože je jen robot. Přesto nemá vlastní emoce ani přání, je to jen chytrý software. Když ji tvůrce představuje reportérům, pohled kamery stranou odhalí usměvavého mladíka s laptopem, který Eriku a její reakce pomáhá řídit.

V šedesátých letech minulého století vládl optimismus. Zdálo se, že cesta k "umělému mozku" srovnatelnému s lidským nebude tak složitá. Stačí vsadit na rychle se rozvíjející elektroniku a vytvořit programy založené na formální logice a dalších známých oblastech matematiky. Vznikne tak robot, který jako by vykročil z povídek Isaaka Asimova. Časem se však ukázalo, že je to iluze.

První člověku alespoň vzdáleně podobný robot Wabot-1, sestrojený v Japonsku v roce 1973, se ještě mohl jevit jako slibný start, i když připomínal spíše pohyblivý kovový regál. Ale poté už se žádný rychlý pokrok nekonal. S inteligentními všestrannými roboty to bylo, a možná stále je, trochu jako s lety na Mars: počkejme nějakých třicet let a nepochybně se stanou realitou.

Lidský mozek je totiž neskutečně složitý a je pevnou součástí těla. Dovede paralelně pracovat na mnoha úkolech – poradí si s optickým signálem, což je obrovský tok dat, současně zpracovává i sluchové vjemy a spoustu dalších informací. Řada věcí v jeho fungování zůstává záhadou – nevíme třeba, jak ze sehraného orchestru propojených nervových buněk povstává vědomí.

A ukazuje se, že vyrobit "hotového" inteligentního robota, který by neprošel dlouhou fází učení podobně jako člověk, je krajně obtížné, nejspíš nemožné. Vývoj "umělých mozků" se dnes rozpadl do řady dílčích směrů a experimentů a není jasné, která cesta povede k cíli. Jednou z nich je výzkum toho, jak robot vnímá své tělo a jeho bezprostřední okolí.

Čas do kontaktu

Mladý výzkumník z pražského ČVUT Matěj Hoffmann pouští návštěvě několik videí ze své práce. Na jednom "straší" malého humanoidního robota gumovou růžovou chobotnicí. Pohybuje s ní před robotovýma očima a stroj hračku pozorně sleduje, jako by jí byl fascinován. Záznam jeho vnitřních "mentálních" pochodů ukazuje, že když se blíží chobotnice třeba k jeho paži, očekává v daném místě dotyk. Na druhém videu vědec zkoumá reakce svojí osmiměsíční dcery. Přikládá jí na paže či hruď bzučící a vibrující elektromotorek a podle nejnovějších návodů z vývojové psychologie testuje, co už dítě "ví" o svém těle.

Středověcí židovští myslitelé soudili, že slovo golem (hebrejsky zárodek, věc beztvará) označuje biblického Adama ve chvíli, kdy Bůh stvořil jeho tělo, ale ještě mu nevdechl duši. Zároveň se zamýšleli, proč člověk nedokáže zkonstruovat tak dokonalé dílo jako Stvořitel. A v jistém smyslu ta otázka stále platí. Proč je robot často jen naprogramovaný automat, zatímco i kojenec v sobě má onu tajemnou jiskru, kterou někdy nazýváme duší?

Odpověď pomáhají hledat i experimenty Matěje Hoffmanna. Jeho dcera sleduje vibrující předmět podobně jako robot, ale když se jí motorek dotkne, udělá něco zdánlivě jednoduchého: pomůže si rukou, aby ho mohla sundat. "Cílem je, aby přesně totéž provedl robot. Když ho polechtám, podívá se tam, sáhne si na dané místo, ale je to naprogramované chování. Chceme, aby se takhle naučil reagovat sám od sebe," říká výzkumník, který před pražským angažmá tři roky pobýval v Italském technologickém institutu v Janově.

Klíčem k dokonalejšímu vnímání sebe samého je takzvaný peripersonální prostor, jakási bublina kolem těla, kterou v lidském či zvířecím mozku reprezentují specializované nervové buňky. Když do bubliny vstoupí nějaký předmět, naše pozornost se zvýší. Narušitel může totiž představovat nebezpečí, může nás poranit. Hoffmann a jeho kolegové se snaží, aby si podobnou bublinu vytvořil i robot. Proto na něj "nalétávají" s chobotnicemi, míčky a dalšími předměty.

Robot předměty sleduje svými "smysly" – kamerami či dálkoměry. Z rychlosti a směru pohybu propočítává čas do kontaktu, což je veličina, jejíž existenci neurovědci umí rozpoznat i v buňkách lidského mozku. "Když bylo ode mě něco dvacet centimetrů a letělo to takhle, skoro vždycky mě to trefilo," popisuje Hoffmann způsob, jakým speciální algoritmus schopný samostatného učení získává zkušenosti. Postupně si robot buduje zmíněnou bublinu a s každým dalším předmětem, který se k němu blíží, se ve vnímání svého těla a prostoru kolem něj zdokonaluje. V budoucnu jej vědci chtějí také naučit rozpoznat, jaká věc se v bublině ocitla a jak na ni reagovat – podobně jako člověk.

Takové schopnosti lze využít třeba v průmyslu. Robot jakožto součást výrobní linky často není v kleci, ale v jednom prostoru se zaměstnancem, kterému něco podává nebo od něj naopak přebírá. A nesmí ho zranit. "Dnešní robot má v každém kloubu senzor síly, a když dojde k neočekávanému kontaktu s člověkem, zastaví se," vysvětluje Hoffmann. Je to však opět naprogramovaný přístup. Spolehlivý, ale tam, kde masivní stroj jemně a složitě interaguje s pracovníkem z masa a krve, nemusí stačit.

Robot by se měl "bublinu" kolem svého těla sám naučit vnímat, předvídat, co se v ní v nejbližších zlomcích vteřiny odehraje; a pokud třeba dojde k opotřebení končetiny či drobné deformaci v kloubu, měl by být schopen sám od sebe upravit vnímání prostoru tak, aby odchylku kompenzoval. Továrny přitom nejsou jediným místem, kde se může tohle všechno uplatnit.

Slečno, vy pláčete?

"Vítejte zpět, slečno Naori," jásá robot-společník Pepper na propagačním videu, když se jeho majitelka vrací v noci domů. "Vy pláčete?" ptá se vzápětí. "Buď zticha," odpovídá vztekle mladá žena a mrští po robotovi sáčko. Pepper zesmutní, ale poté co se mu podaří oděv setřást z hlavy, najde způsob, jak majitelku utěšit: na obrazovce podobné tabletu, kterou má na prsou, promítne vzkaz, jejž slečně Naori zanechal pan Masato: "Odpusť, že jsem k tobě byl dnes večer hrubý." Šťastná majitelka obejme svého robota a rozpláče se ještě víc, načež Pepper konstatuje, že citům žen nikdy neporozumí.