知能ロボット

 チャイ語の訳を320GBのHDDから探してこようとしたら見つからなかったよorz 代わりに、先学期のレポートが見つかった。知能ロボットに関するレポートらしい。

 そういえば、さっき通販で電源、メモリ、ファン×2、CPUクーラー買ってしまった。まじ、勉強せにゃいけないのにこんなことしてて、しかも3万も使ってしまったわ。。でも、1月15日までだけで何故か8万くらい稼いでるからいっか。今月25日は、飲食とITの二つの給料が同時に入るので結構来そうだなー。

 テストが終わったらPCケースとHDDを買おう。そしてオフィス用デスクをきちんと組み立て、部屋の模様替えをして、Linuxマシンもちゃんと動かして快適ITライフっていうか快適ライフを送ろうじゃないか!

知能ロボットとは、人工知能により行動するロボットのことである。そもそも、人工知能というのは、人間の思考をコンピュータにやらせるシステムのことだ。言語理解、推論、問題解決など、人間がコンピュータを使い始めた当初のようにコンピュータを使って何かをするというよりは、コンピュータに何かをやってもらうというような色が強くなっている。そのためには、まずは人間のような思考が出来るようなシステムを構築する必要がある。人間のようなシステムを開発するには、人間に似た思考パターンを可能にするベースが必要となる。人間は、知識や経験から法則や規則を導き、新しい事象についても知識というデータベースと照らし合わせて推測や判断をする。

簡単には、知識をもとに推測や判断が出来るようなアルゴリズムを作る。次にデータベースを構築する。というような感じであるが、一般的には知能ロボットのシステムには、運動機能、感覚機能、思考機能という3つの機能を必要とする。そして、それぞれを結び付けなければいけない。現存する作業用ロボット、例えば自動車工場の製作ロボットなどは同じ工程を繰り返すだけで良く、そこから何かを学習して活かすようなことは出来ないし、する必要もない。それに対し、知能ロボットはそういう場所で使われるのではなく、未確定な状況を認識し思考して、判断に基づく行動が求められる。

 では、上記の3つの要素について考えてみる。まず、運動機能であるが、運動機能に関しては人間と同じような機関である必要はない。そして、万能に動ける必要はない場合が多い。やはり知能ロボットといえど、状況に合わせて作るのが大半である。ヒューマノイドを作るのと知能ロボットを作るのは一線を画すが、人間のように陸だけで活動出来るもの、水上、水中、空中、宇宙を移動するもの、何に使うかによって移動機関を作れば良い。人間を見てみると、移動機関を足とすると、物を掴む機関、人間でいう心臓のようなエンジンのような機関、のようなものが必要となる。

次に感覚器官である。視覚について考えてみる。人間の目は、限られた波長の光しか見えないし、レンズも1つしかついていないが、ロボットの「目」となる機関をそういう風に作る必要はなく、赤外線などで環境を認識するのでもいいわけである。要は、赤外線を例としてみると、赤外線でジュースの缶を見てそれと記憶すれば、次に赤外線で見てもそれはジュースの缶と分かるわけである。これは、あくまでも機関としてどうあっても良いという話である。それを人間の感覚に対応させるならば、赤外線でAと認識したものを、人間でいうaと対応させてデータベースを作れば、A=aということが分かるようになる。5感に関してはそうしておけばよい。必要でない感覚はカットすればよいし、人間にない感覚も追加したほうが良いなら追加すればよいし、遺伝子で構造が決まっていない分、好き勝手に作ることが出来る。

最後に思考機関である。人工知能において最大の問題とも言えるべきフレーム問題というものがある。
以下、Wikiopedia ( http://ja.wikipedia.org/ ) より引用
「有限の情報処理能力しかないロボットには、現実に起こりうる問題全てに対処することができないことを示すものである。現実世界では無数の出来事が起きる可能性があるが、そのほとんどは当面の問題と関係ない。人工知能は起こりうる出来事の中から、目的に関連することだけを振るい分けて抽出し、それ以外の事柄に関して当面無視して思考しなければならない。全てを考慮すると無限の時間がかかってしまうからである。つまり、枠(フレーム)を作って、その枠の中だけで思考する。
だが、一つの可能性が当面の問題と関係するかどうかをどれだけ高速のコンピュータで評価しても、振るい分けをしなければならない可能性が無数にあるため、抽出する段階で無限の時間がかかってしまう。
これがフレーム問題である。
あらかじめフレームを複数定義しておき、状況に応じて適切なフレームを選択して使えば解決できるように思えるが、どのフレームを現在の状況に適用すべきか評価する時点で同じ問題が発生する。」 

この問題に関しては、生物は同じような状況になったときにどうやって選択をしているのかというアルゴリズムを研究することが必要だ。これを調べるには、人間がどのように行動しているのかということも同時に研究しなくてはいけない。人間の行動は、遺伝子に基づいてなされている部分もあるが、全ての行動が遺伝子によって説明できるわけではないし、まだまだ解明されていない部分が多い。この問題が完全に解明されることがあるかどうかは謎ではあるが。なぜなら、もしも人間の行動が決定されるアルゴリズムが解明されたら、人間の行動は全て予測可能となってしまうからである。しかし、人間の作ったものが人間と同じ動きをするためには、それと同様な技術が必要となるだろう。また、人間とロボットで違うところは、人間同士は情報を交換したり、意見を交わしあったりして新しい思想やアイデアを生み出すということだ。ロボットは、全て情報によって思考や行動を決定するわけであるから、情報を共有することも大事であると思う。1つのロボットだけを使わなくても、複数のロボットを使い、各々が収集した情報や各々の思考を合わせることで問題解決や発見に至るということでも良いと思う。

知能ロボットとして、より多くの知識を積み込むには、上に書いたような情報の共有が1つあげられる。それにはどのようなことをすればよいかということだが、巨大なデータベースを築き、オンラインで常にそこにアクセスして情報をそこから引き出しつつもどんどん情報を追加していくというものである。こうすれば、とりあえず知識という面での情報の量は確保される。それに伴い、次々と生み出される新しいプログラムも吸収していけば、より高度な問題に対応出来るようになる見込みはある。個人的には、人間の世界においても巨大なオンラインデータベースを作るべきだと考えている。今、私達が学んでいるような学問は、学んだあとでそれを使っていくものである。それを短期間で学ぶために、巨大なデータベースとそれに伴うシステムを創設し、まずはその使い方を学べば、既存の学問は比較的短時間で学ぶことが出来る気がする。もちろん、学問は学ぶことでそのもととなる考え方を身に付けるという意味もあるが、それと同等により多くの知識を持つことは重要だと思う。また、オンラインデータベースを作ることによって、新しい知識の共有も円滑に出来るであろうことが予想され、それは学問の発展の速度が上がるかもしれない。

脳の研究が進んで、脳波の解析がなされてきたら、脳以外の部分を人工的に作って体のように動かせるようになるかもしれない。また逆に、脳のような機関を追加したりとかも出来るようになるかもしれない。脳が完全に解析されることはきっとないだろうが、近づく機関が出来るようになることは間違いない。コンピュータはハードとソフトの両方が発達して、はじめて進歩するものだが、脳という機関に近づくハードウェアが開発され、脳の内部を模したプログラムが組まれたとして、その存在を考えたとき、やはり「個性」というものは形成されるだろうが、それを考えてみると人間の「個性」というものもコンピュータと同じように形成されるようなものなのだなあと思う。また、知能ロボットを開発するための色々な研究がさらに人間自身の研究を進めることにもなるのも間違いない。知能ロボットの製作は、様々な学問を統合しなければなしえないことであると感じた。

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