Человек в супервизорных и диалоговых системах

Создание таких систем предполагает участие человека при решении именно тех проблем, которые сегодня остаются за рамками методов искусственного интеллекта.

Рассмотрим вначале супервизорное управление. Центральной проблемой здесь является разделение функций между человеком и машиной. В наиболее простом случае оператор берет на себя всю "интеллектуальную" сторону деятельности робота. Он распознает ситуацию на основании сигналов визуальной информации и показаний других датчиков, ставит цель, следит за выполнением операции и оценивает успешность достижения цели. При этом робот может выбирать подцели, планировать движение своих "конечностей" и своего "туловища" с учетом показаний датчиков, однако все эти задачи решаются в рамках заданных формальных программ. Робот не проявляет активности, он следует командам своего хозяина.

Несмотря на то что при решении отдельных подзадач могут использоваться методы, которые относятся к методам искусственного интеллекта, а сигналы обратной связи, воспринимаемые оператором, могут быть выражены в символах формального языка, здесь нет диалога машины и человека; их участие в работе далеко от "равноправия". При возникновении сложных, непредвиденных ситуаций оператор может встретиться с необходимостью перехода от более общих к весьма специальным командам, вплоть до команд движения в отдельных суставах конечностей робота. Поэтому применение супервизорных систем такого типа требует использования определенного перечня работ и операций. Если же предположить, что команды оператора имеют более общий характер, то это потребует соответствующего интеллектуального уровня робота, и здесь мы немедленно сталкиваемся со всеми ограничениями искусственного интеллекта; как только возникают сложные ситуации, робот должен "понять" ситуацию в целом, принять правильное решение с учетом его будущих последствий и т. п. Поскольку робот может оказаться не в состоянии этого сделать, решением проблемы является обращение к человеку-оператору.

Последний путь решения задачи взаимодействия человека и машины - путь диалога - является чрезвычайно перспективным не только в робототехнике, но и в других сферах автоматизации умственного труда [67]. Использование диалога предполагает достаточно высокую интеллектуальную организацию робота. Чтобы понимать оператора, он должен обладать системой знаний об объектах внешнего мира и отношениях между ними, т. е. обладать своей внутренней ("машинной") моделью внешнего мира. Ограничения этого мира одновременно служат и ограничениями возможностей роботов с диалоговым режимом, так как они определяют возможный круг тем для разговора с роботом.

Диалог между человеком и роботом предполагает разделение функций между ними. Человек принимает участие в решении тех задач интеллектуального уровня, которые недоступны роботу, таких, как осмысливание ситуации, принятие решений в сложных условиях с учетом своего (человеческого) опыта и эмоционального состояния (чувство опасности, тревоги и т. п.). Машина занимается разработкой плана решения двигательной задачи (если и здесь не требуется обращения за помощью) и деталей решения вплоть до движения конечностей в каждом шарнире. Таким образом, разделение обязанностей определяется интеллектуальными возможностями роботов на сегодняшний день. По мере их развития оператор будет привлекаться к диалогу лишь в той мере, в какой понадобится ему использовать свои человеческие, творческие способности.

Однако этим не ограничиваются перспективы развития диалоговых систем. Машина может не только обращаться за разъяснениями, но и помогать человеку в решении сложных задач. В тех случаях, когда человек должен переходить от образного мышления к формально-логическому, машина может использоваться как усилитель умственных способностей. Исследования в этом направлении имеют особо важное значение, поскольку они оказывают непосредственное влияние на интеллектуальные возможности человека - в значительно более широком смысле, чем автоматизация расчетов. В подобных системах предусматривается возможность обогащения знаний робота, а также усовершенствования логики вычислительной системы в процессе общения с человеком [68].

Понятие диалога между оператором и роботом может вызвать представление о том, что мы имеем дело с равноправными партнерами при решении задач управления. Такое представление является ошибочным; ЭВМ - это лишь инструмент мышления. Можно согласиться с Г. Л. Смоляном, который пишет: "В известном смысле компьютер и его информационное и математическое обеспечение представляют собой тактический инструмент решения задачи, человек же всегда остается носителем стратегического мышления" [69, с. 45]. Человек ставит цель, формирует задачу, выдвигает гипотезы. Машина решает задачу управления, проверяет предположения человека, осуществляет управление роботом под контролем человека. При этом человек не только освобождается от решения рутинных задач, но и приобретает возможность решать такие задачи, которые были бы ему недоступны без использования ЭВМ.

Машина (робот) создает предпосылки для проявления и развития творческих сил человека. Известный советский психолог А. Н. Леонтьев писал: "...чем более объективируется и автоматизируется в машинных процессах деятельность человека, тем более повышается ее психический уровень, тем более человек может проявить в ней свою субъективность, свои творческие силы и способности" [70, с. 9].

Итак, диалоговые системы являются наиболее естественным для современного состояния техники сочетанием человека и машины. Поскольку речь идет об интеллектуальных задачах, этот вывод справедлив в первую очередь для системы ЭВМ-человек. Он справедлив и для робота, управляемого ЭВМ. Однако здесь вновь надо учесть специфику робота как средства активного воздействия человека на окружающий мир.

Если говорить о роботах, предназначенных для передвижения в незнакомой среде (особенно путем "ходьбы"), а также для выполнения различных механических операций с помощью инструмента и "вручную", то применение супервизорных и диалоговых способов управления часто наталкивается на известные трудности. Они связаны с тем, что при построении некоторых видов движения человеком используются те же не формализуемые аспекты, что и при решении задач искусственного интеллекта.

Прежде всего в каждый момент человек располагает комплексом ощущений, составляющим его восприятие себя и выполняемой им работы. Это восприятие "в целом" не является простым объединением данных, поступающих от рецепторов. Более того, данные рецепторов могут восприниматься по-разному в зависимости от ситуации. Выполняя движение, человек использует не только двигательный навык, но и учитывает ситуацию, свое положение в ней, особенности объекта работы. При этом учитывается весь предыдущий опыт личности. Такая гибкость недоступна формализации. Можно, например, создать у робота навык (синергию) поддержания равновесия при ходьбе, но он не поможет сохранить равновесие, если поверхность вдруг станет очень скользкой. Здесь нужен навык уже совсем иного рода. Можно запрограммировать отвинчивание крышки люка, но не предусмотреть, как действовать, если крышка туго поддается, и т. п. Поэтому существуют определенные ограничения в автоматизации не только высших, интеллектуальных, но и низших, двигательных функций человека, неразрывно связанных с первыми.

Следовательно, решение проблемы действий робота в непредвиденных ситуациях состоит в том, чтобы робот (любого интеллектуального уровня) имел наряду с автоматическим еще и дистанционное управление непосредственно со стороны человека-оператора в копирующем или полуавтоматическом режиме. Роботы, использующие только такой режим, называются дистанционно управляемыми манипуляторами.