Состояние и тенденции развития компьютерной техники

И, без помощи людей  в интерпретации данных, их осмыслении, и решении, как реагировать на происходящее, ситуационное понимание  становится еще сложнее.

С использованием современных  технологий, практически не осталось роботов, которые не обладают всеми  бортовыми датчиками, необходимыми для точной расшифровки окружения  робота. Более того, решения должны приниматься на основе неопределенной, неполной или противоречивой информации. Если робот-постовой вооруженный полуавтоматической винтовкой обнаруживает что кто-то бежит из магазина, как он может  знать, что человек только что  ограбил магазин или просто бежит, чтобы успеть на автобус? Должен ли он стрелять, основываясь на своем  понимании происходящего?

MAARS (Foster-Miller)

Люди тоже могут ошибаться, в правильной интерпретации подобных ситуации, но это неудивительно, общество возводит роботов к более высокому стандарту и менее терпимо  к их ошибкам. Подобное понимание  может привести к нежеланию принять  скачок в разработке полностью автономных роботов и может помешать технологии продвигаются вперед так быстро, как это возможно. Пять человек не должно управлять одним БПЛА, наоборот - один человек должен иметь возможность управлять пятью роботами.

С другой стороны, так как военные роботы обычно работают в геополитически чувствительной среде, некоторая дополнительная осторожность, безусловно будет оправдана. Что произойдет, например, если неисправный сигнал датчика передаст БПЛА ошибочные данные, заставив его пересечь границу без соответствующего разрешения? Что, если он ошибочно решит, что "дружественные" войска являются мишенью, а затем откроет по ним огонь?

X-47B

Если полностью автономные беспилотные системы совершат такую  серьезную ошибку, это может поставить  под угрозу безопасность других пилотируемых и беспилотных систем и усугубит политическую ситуацию.

БПЛА Predator, разработанный в 1990-х годах, прошел путь от чертежей до действующего аппарата менее чем за 30 месяцев, что является чрезвычайно быстрым темпом по стандартам военных.

Поэтому неудивительно, что  БПЛА имеют достаточно сбоев при  работе в боевых условиях. Среди  прочего, они часто не способны летать в плохую погоду, это хлопотно для  их эксплуатации и обслуживании, а их дневные и инфракрасные камеры с большим трудом обнаруживают цели. Но, из-за необходимости в дронах, командование было готово принять эти недостатки, в надежде, что будущие модернизации сгладят их. У них не было времени ждать, пока дрон пройдет тщательные боевые испытания.

Но как проверить  полностью автономные системы? У  роботов, которые управляются дистанционно или перемещаться по путевым точкам GPS, действия аппарата известны заранее. И если он отклонится от своих инструкции, человек-оператор может дать команду аварийного отключения.

Тем не менее, если аппарат  в состоянии принимать свои собственные  решения, его поведение не может  быть предсказано. Не всегда будет ясно, будет ли машина вести себя согласно инструкциям и безопасно. На это  могут повлиять бесчисленные факторы: обработка роботом информации, внешние  раздражители, изменения в оперативной  обстановке, аппаратные и программные  сбои, ложные стимулы и любые новые  и неожиданные ситуации, с которыми робот может столкнуться. Поэтому  необходимы новые методы тестирования, которые обеспечат понимание  и самоанализ того, почему робот  принимает те или иные решения.

Получение такого понимания  внутри машины сродни выполнению функциональной МРТ человеческого мозга. Наблюдая, какие области мозга испытывают большие кровотоки и активность нейронов в определенных ситуациях, неврологи добиваются лучшего понимания  того, как работает мозг. Для робота, эквивалент МРТ будет вести программное  обеспечение моделирования, чтобы  выявить «мозг» машины. Подвергая  роботов определенным условиям, мы могли бы потом увидеть, какие виды данных со своих датчиков он собирает, как он обрабатывает и анализирует эти данные и как он использует данные, чтобы прийти к решению.

Другой выдающейся формой тестирования, которую часто пропускают, чтобы быстрее начать применение роботов, представляет собой испытания  роботов на экспериментальной "детской  площадке". Она имеет ярко выраженные границы и ограничения по безопасности, которые позволяют людям, а также  другим роботам взаимодействовать  с тестируемым роботом и наблюдать  за его поведением. При этом тестерам не так важно знать детали данных с датчиков и точную последовательность решений, как то, что машина делает и является ли безопасным и адекватным поведение робота.

Переход к более умным  и автономным системам увеличит нагрузку на людей-тестеров и их способности анализировать результаты всех этих испытаний. Но они никогда не будут способны оценить все возможные исходы, так как их количество бесконечно. Ясно, что нужен новый способ проверки автономных систем, который будет одновременно являться статистически значимым, а также будет вселять уверенность в правильности результатов. И, конечно, для нас, чтобы чувствовать себя уверенными в том, что мы понимаем поведение машины и доверяем ей принятие решений, такие испытания должны быть завершены до того момента, как автономный робот будет задействован.

Рой маленьких роботов  рассеивается по полу заброшенного склада. Каждый робот, похожий на крошечную  цистерну с торчащими из ее вершины  антеннами, исследует площадь вокруг него с помощью видеокамеры на предмет окон и дверей, и использует лазерный дальномер для измерения  расстояния. Используя методику, которая  называется SLAM ( "локализация и одновременное отображение"), он создает карту своего окружения и следит за своим собственным расположением на карте. Когда он встречается с другим роботом происходит обмен картами, а затем отправляется на прогулку по еще неизведанной территории. В конечном итоге, роботы создают подробную карту всех этажей.

Эти гениальные роботы-картографы, разработанные исследователями  программы армии США “Автономные  Микросистемы и Технологии” (“Micro Autonomous Systems and Technology”), представляют собой инновационные разработки автономных роботов. В будущем, их разработчики планируют оборудовать роботов радарами, способными видеть сквозь стены, инфракрасными датчиками, а также гибкими "усиками" для ощущения близости препятствий. Хотя эти роботы и умны, тем не менее, им не хватает ключевых возможностей, которые понадобятся всем роботам будущего: они не могут легко взаимодействовать с другими видами роботов.

Теперь рассмотрим литторальный боевой корабль (боевой корабль прибрежной зоны) ВМС США (Littoral Combat Ship). Корабль будет иметь заменяемые “модули заданий", которые включают в себя вертикальный взлет беспилотных летательных аппаратов, беспилотные подводные аппараты и беспилотные платформы. Всем этим робототехническим системам придется действовать в согласии друг с другом, а также с пилотируемыми системами, для поддержки разведки, наблюдения и рекогносцировки задач, океанографических исследований, минных работ, безопасности портов и так далее.

Достижение этого взаимодействия станет немалым подвигом. Несмотря на значительный достигнутый прогресс в автоматизации единичных роботов, а также команд одинаковых роботов, мы еще не достигли того момента, когда  беспилотные системы, созданные  для армии одним подрядчиком, могут легко взаимодействовать  с роботами другой системы, построенными для ВМС другим подрядчиком.

Недостаток взаимозаменяемости, конечно, не является проблемой исключительно  робототехники. На протяжении десятилетий, разработчики всех видов систем военного назначения пытались, часто не стандартизируя свои проекты, позволить машинам  от различных производителей обмениваться данными. Но, так как различные  военные отрасли продолжают добавлять  в свои ряды различных боевых роботов, огромная проблема взаимодействия среди  этих разрозненных систем только растет.

Особая сложность состоит  в том, что большинство систем автоматизации и управления, особенно те, которые используются для совместной работы, полагают, что все беспилотные  системы имеют тот же уровень  автономности и ту же архитектуру  программного обеспечения. На практике такого почти никогда не бывает, если только роботы не были разработаны  с нуля для работы сообща. Очевидно, что необходимы новые подходы, чтобы  можно было ввести в группу роботов  неизвестную автономную систему  без перенастройки всей команды  роботов.

Стелс (фильм)

Взаимодействие между  пилотируемыми и беспилотными системами  является еще более сложным. Конечной целью является создание автономных систем способных сотрудничать с  людьми в качестве равноправных партнеров  по команде, а не просто следующими командам, выданным их операторами. Для  того, чтобы это произошло, роботы должны понимать человеческий язык и намерения и они должны будут научиться общаться таким образом, что будет являться естественным для человека.

Взаимодействие также  потребует особых стандартов, процедур и архитектуры, которые будут  способствовать эффективной интеграции. Сегодня, например, беспилотными наземными  и морскими системами используются стандарт сообщений, называемый Объединенной Архитектурой Беспилотных Систем (Joint Architecture for Unmanned Systems (JAUS)).

Стандарт обмена сообщениями  для беспилотных воздушных систем - STANAG-4586, формат НАТО. В рамках своих  соответствующих областей, обе эти  системы служат своей цели.

Но когда БПЛА должен общаться с наземным беспилотником, что он должен использовать: JAUS или STANAG-4586 или что-то совершенно другое? Наиболее перспективным в этой области является JAUS Tool Set, открытый, основанный на стандартах набор сообщений для беспилотных транспортных средств, который находится в стадии бета-тестирования. Использование данного набора инструментов, кажется, улучшает взаимодействие между беспилотными аппаратами. В будущем JAUS Tool Set должен будет объединять два формата сообщений. В конечном счете, это должно ускорить внедрение совместимых беспилотных систем.

Так как робототехнические  системы становятся все более автономными, они также будут должны иметь возможность рассмотреть советы, рекомендации и мнения операторов. То есть, люди не будут диктовать поведение (более подробно о создании ИИ в статье “Последствия создания ИИ”) или выдавать жесткие директивы, но они все равно должны иметь возможность влиять на планирование робота и принятия решений.

Honda Asimo

Интеграция такой информации, в том числе ее капризы, нюансы и неопределенности, будет непростой  задачей для любой автономной системы по мере развития искусственного интеллекта. Но достижение этих возможностей находится в наших руках.

2 Использование компьютерной техники  в моей будущей профессиональной  деятельности

Моя будущая профессия транспортостроитель.  Сфера моей профессиональной деятельности: включает в себя совокупность средств, способов и методов человеческой деятельности, направленных на решение комплексных задач, связанных с проектированием, эксплуатацией и ремонтом транспортной техники.

Объектами моей профессиональной деятельности  являются: машиностроительные заводы, производящие транспортную технику и оборудование; предприятия и организации, осуществляющие эксплуатацию транспортной техники; конструкторские, проектные и технологические организации; машино-ремонтные предприятия; фирменные и дилерские центры машиностроительных и ремонтных заводов; маркетинговые и транспортно-экспедиционные службы; системы материально-технического обеспечения, службы управления транспортом.

В своей будущей профессиональной деятельности мне придется столкнуться  с  роботизированными станками на машиностроительных заводах. Производить робототехнику. В моей будущей профессиональной деятельности я должен буду проводить и осваивать такие аспекты , как: 

• Оценивать актуальность, перспективность и значимость объектов проектирования в мехатронике и робототехнике

• Разрабатывать макеты информационных, электромеханических, электрогидравлических, электронных и микропроцессорных модулей робототехнических систем (заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника; роботы для промышленной, строительной, авиационной, космической, подводной, военной отраслей, а также роботы, помогающие по хозяйству)

• Разрабатывать программное обеспечение для управления мехатронными и робототехническими системами

• Составлять конструкторские проектные документы для изготовления отдельных механических деталей мехатронных систем и роботов