Joey Chaos wygląda dokładnie tak, jak powinien się prezentować zbuntowany gwiazdor rocka. Nosi czarną skórzaną kurtkę i czasem przeciwsłoneczne okulary. Jego policzki zdobią gęste bokobrody, a niedbale ułożone włosy spadają na kark. Mała rozjaśniona bródka śmiesznie podryguje, kiedy Joey cynicznie się uśmiecha. Twarz ma miłą, ale po tym, jak mruży oczy, widać, że jest już bardzo zepsuty... O tak... Nie jest to chłopak, któremu pozwoliłbyś zabrać swoją nastoletnią siostrę na piknik...

Jest też inny problem uniemożliwiający taką wycieczkę – Joey nie ma nóg; jest robotem, gadającym popiersiem zbudowanym w laboratoriach amerykańskiej firmy Hanson Robotics. To jedna z najlepszych symulacji ludzkiej twarzy, jakie kiedykolwiek powstały. Ekspresją jego robociej fizjonomii zarządzają 24 mechaniczne mięśnie, które umożliwiają nie tylko uśmiechanie się czy marszczenie czoła, ale też strojenie bardziej skomplikowanych min. Joey potrafi okazać oburzenie, niepewność, obrzydzenie. Może drwiąco wykrzywić usta i przekrzywić głowę, jak to robił młody Marlon Brando. Byłby robotem doskonałym, brakuje mu tylko odpowiedniego ciała... Ale naukowcy intensywnie pracują nad rozwiązaniem tego problemu.

HISZPAŃSKI MÓŻDŻEK


Na świecie realizuje się dziś kilkadziesiąt projektów badawczych, których celem jest stworzenie androida, czyli sztucznej istoty humanoidalnej. Nie jest to łatwe. – „Nic tak nam nie zaszkodziło jak Hollywood”– mówi ze smutkiem Partick van der Smagt, koordynator SENSOPAC, europejskiego projektu, mającego na celu stworzenie takiej maszyny. W filmach pełno jest androidów, począwszy od C-3PO z „Gwiezdnych wojen”, a na Terminatorze skończywszy. Tymczasem zbudowanie robota wyposażonego w podstawowe ludzkie cechy jest naprawdę trudne. – „Ludzie potrafią biec godzinami, ale też wykonywać bardzo złożone i skomplikowane zadania. Jeśli porównamy to do umiejętności jakiejkolwiek z istniejących maszyn, okaże się, że dzieli nas ogromna przepaść” – mówi van der Smagt.

Oczywiście istnieją takie roboty jak choćby japoński Asimo, który umie nie tylko biegać, ale też tańczyć i witać gości. Należy jednak pamiętać, że wszystkie bardziej skomplikowane zadania – takie jak na przykład omijanie przeszkód w biegu czy wchodzenie po schodach – nie wchodzą w zakres jego autonomicznych możliwości. W takich przypadkach Asimo często jest sterowany przez człowieka za pomocą specjalnego joysticka. A naukowcom z SENSOPAC-u chodzi o to, by zbudować jednostkę samodzielną.

Fundamentalny krok w tym kierunku wykonali naukowcy hiszpańscy z uniwersytetu w Granadzie. Skonstruowali mikrochip, który wyposażony w odpowiednie oprogramowanie naśladuje działanie ludzkiego móżdżku – części mózgu odpowiedzialnej za koordynację ruchów i utrzymanie równowagi. Wynalazek imituje sposób, w jaki prawdziwy móżdżek współpracuje z ludzkim systemem nerwowym. – „Maszyna wyposażona w nasze urządzenie będzie mogła manipulować przedmiotami i wchodzić w interakcje z rozmaitymi obiektami w znacznie subtelniejszy sposób, niż czynią to teraz roboty przemysłowe”– mówi prof. Eduardo Ros Vidal z uniwersytetu w Granadzie.

NIEMIECKA DELIKATNOŚĆ


Z Hiszpanami współpracują niemieccy uczeni z Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Niemieckiego Centrum Aerokosmicznego). Opracowali oni mechaniczną rękę, którą podłączono do sztucznego móżdżku. Dało to rewelacyjny efekt. Niemiecka sztuczna ręka przenosi przedmioty, chwytając je pewnie, a zarazem delikatnie. Może pstrykać palcami, podnieść jajko albo filiżankę kawy, nie rozlewając ani kropli. Swą finezję zawdzięcza głównie sztucznym mięśniom. W samej dłoni mechanicznej ręki jest ich 38. By uścisk robociej kończyny był jeszcze bardziej precyzyjny, niemieccy uczeni opracowali także sztuczną skórę. Ma ona dokładnie te same właściwości, co ludzka. Dzięki czujnikom wykrywa siłę oraz kierunek nacisku – umożliwia to sterującemu ręką chipowi ustalenie kształtu chwytanego przedmiotu. Syntetyczna skóra zbudowana jest z gumy oraz niezwykle miękkich polimerów.

JAPOŃSKA ELASTYCZNOŚĆ

 


W podobny sposób sztuczną skórę dla robotów wytwarzają naukowcy japońscy z uniwersytetu w Tokio. Czujniki nacisku zrobili z obwodów, składających się z gumy wymieszanej z nanorurkami węglowymi. Podczas ich produkcji zastosowali nowatorską technologię, która wykorzystuje ciecz jonową, czyli substancję płynną składającą się wyłącznie z jonów. Dzięki temu nanorurki nie zbijają się w bryłki.

Tak powstał elastyczny materiał, który można rozciągać o 38 procent bez zmian prędkości przesyłu danych do robociego mózgu. Szef japońskiej ekipy prof. Takao Somey twierdzi, że ten materiał musi być elastyczny, by okrywał ściśle robota, a nie ograniczał mu ruchów. – Bez superwrażliwej na dotyk skóry, takiej jaką mają ludzie, roboty nie będą mogły być wykorzystywane na co dzień. Wyobraźmy sobie, co mogłoby się zdarzyć, gdyby maszyna nie rozpoznała przeszkody podczas przypadkowego zderzenia z małym dzieckiem – mówi Somey.

Chodzi po prostu o to, by androida można było bez ryzyka puścić między ludzi. Robot musi być tak skonstruowany, aby nikogo nie staranował. Musi być przygotowany na to, że ktoś na niego wpadnie. Wyobraźmy sobie, że przypadkowo popychamy maszynę, która, nie mogąc utrzymać równowagi, przewraca się na innego przechodnia. Takich sytuacji unikniemy dzięki wynalazkowi amerykańskich naukowców z firmy Sarcos oraz badaczy z japońskiego Narodowego Instytutu Technologii Informacyjnych i Komunikacyjnych.

Opracowali oni dwunożnego robota, który popchnięty, a nawet kopnięty w dowolną część robociego ciała, potrafi utrzymać równowagę. Podstawą tych niezwykłych umiejętności są odpowiednio elastyczne stawy. W każdym stawie są czujniki, które pozwalają ustalić aktualną pozycję i prędkość środka ciężkości robota. Zebrane dane są analizowane przez komputer, który decyduje, jak mają się zachowywać stawy maszyny i jak ma ona poruszać stopami, by się nie przewrócić.

Ten sam program pomaga robotowi zachować pionową postawę, kiedy zostanie popchnięty. W przypadku gdy stawy nie mogą błyskawicznie przemieścić środka ciężkości na właściwe miejsce, maszyna zaczyna się zataczać, trochę jak bokser po silnym ciosie. Po każdym okrężnym ruchu środek ciężkości znajduje się coraz bliżej docelowej pozycji. Jak dowodzą testy, amerykańsko-japońska maszyna przewraca się tylko w wyjątkowych warunkach: gdy zostanie uderzona z siłą rozpędzonego pociągu.

Istotnym etapem stworzenia przyjaznego ludziom androida będzie obdarzenie go ludzkim głosem. Każdy, kto słyszał dzisiejsze syntetyzatory mowy, przyzna, że generowany przez nie mechaniczny skrzek nie jest miły dla ucha. Nic dziwnego, że japońscy naukowcy z Uniwersytetu Waseda budują roboty, które mają mówić jak Homo sapiens. W zeszłym roku zaprezentowali już siódmą wersję swojego wynalazku. Jest ona dokładnym odwzorowaniem ludzkiego aparatu mowy. Struny głosowe, język oraz twarz robota zostały zrobione z gumy o specjalnych właściwościach, równie miękkiej jak ludzkie tkanki. Całość napędzają mechaniczne płuca. Dzięki nim powietrze przepływa przez odwzorowanie tchawicy oraz strun głosowych. Poszczególne głoski są tworzone – tak jak w przypadku człowieka, przez ruchome narządy: wargi, język, żuchwę, podniebienie, zęby. Ustawienie tych tzw. artykulatorów decyduje też o barwie wydawanych przez robota dźwięków. Są one dość zbliżone do ludzkiej mowy, o czym można się przekonać, oglądając film zamieszczony na stronie internetowej Uniwersytetu Waseda: www.takanishi.mech.waseda.ac.jp

BRYTYJSKA TERAPIA

Kiedy naukowcy stworzą już mechanicznego człowieka – jakie zadania będzie on pełnić w społeczeństwie? „Roboty staną się na tyle bezpieczne i niedrogie, że będą mogły pracować w naszych domach” – mówi Rod Grupen, szef UMass Amherst’s Laboratory for Perceptual Robotics. W grę wchodzi przede wszystkim opieka nad starszymi osobami. W starzejących się bogatych społeczeństwach może już wkrótce zabraknąć wykwalifikowanego personelu. A maszyna nigdy się nie męczy i o dowolnej porze dnia i nocy może podać szklankę wody czy mechaniczną ręką zmierzyć puls. Jeśli tylko wyposażymy ją w stosowne instrukcje, wezwie pogotowie czy pójdzie ze starszą panią na zakupy.

Gadająca maszyna

Głównym problemem, z jakim borykają się naukowcy projektujący roboty, jest nadanie im odpowiednio ludzko brzmiącego głosu. Jeśli chcemy, by maszyna mówiła jak człowiek, trzeba obdarzyć ją podobnym do naszego aparatem mowy. Zrobili to naukowcy z japońskiego Uniwersytetu Waseda. Aparat składa się z mechanicznych płuc pompujących powietrze do tchawicy, strun głosowych, jamy garłowo- -nosowej, języka oraz warg. Japońska maszyna potrafi na razie wypowiadać kilka głosek. Naukowcy mają nadzieję, że już wkrótce uda się im stworzyć kolejną wersję ich wynalazku, która będzie mogła wypowiadać całe wyrazy.


Androidy da się też wykorzystać w leczeniu autystycznych dzieci. Autyzm to choroba polegająca głównie na problemach z komunikacją uczuć oraz wchodzeniem w relacje międzyludzkie. Pierwszy krok ku wykorzystaniu robotów do takiej terapii został już zrobiony. Brytyjka prof. Kerstin Dautenhahn, biolog z University of Hertfordshire, kieruje projektem, w ramach którego powstała niezwykła lalka – Robota. Na razie nie przypomina ona elektronicznego misia z filmu „AI: Sztuczna inteligencja”, który był wręcz perfekcyjny w swoich ludzkich zachowaniach. To po prostu przerobiona zwykła plastikowa zabawka. Potrafi jednak wykonywać polecenia i rusza oczami, nawiązując kontakt wzrokowy z dzieckiem. To wystarczy, by wzbudzić zainteresowanie chorego malucha. Robota potrafi kopiować ruchy dziecka, tak jak ono rusza głową. Autystyczne dzieci uwielbiają się z nią bawić, prawdopodobnie dlatego, że mogą kontrolować przebieg tego, co się dzieje. – „Na razie nie wykazaliśmy jeszcze bezpośredniego efektu terapeutycznego takiej zabawy, ale mam nadzieję, że wkrótce to się stanie” – mówi prof. Dautenhahn. Najważniejsze, że matki dzieci biorących udział w jej eksperymentach są przekonane o skuteczności „lalkowej terapii”. Według nich maluchy coraz bardziej się socjalizują.

Ich przykład najlepiej pokazuje, że mechaniczne istoty imitujące ludzkie zachowania znajdą swoje miejsce w świecie przyszłości. Kiedy japoński profesor Hiroshi Ishiguro z uniwersytetu w Osace wysłał na wykład swojego sztucznego brata – bliźniaka, studenci nie byli nawet specjalnie zaskoczeni. Robot zachowywał się tak jak jego pierwowzór, czyli nieustannie wiercił się, mrugał oczami i bez przerwy gadał. Ishiguro jest przekonany, że ludzie reagowali na robota wręcz emocjonalnie. – „Traktowali moją kopię tak jak mnie. Kiedy koło nich przechodziła, mówili do niej »cześć«. Roboty mogą być partnerami ludzi i wkrótce nimi będą” – twierdzi japoński naukowiec.