Robots worden steeds menselijker


Bernhard Hommel: ‘Bedenk zelf maar wat je liever in huis hebt, een soort industrierobot met maar één arm of eentje die je aankijkt en op je reageert.’

 

Robots zijn op dit moment al wonderen van perfectie op technisch gebied. Ze beheersen vaak hele productielijnen zonder dat er nog een mens aan te pas komt. Of ze assisteren bij een operatie en zijn vaak beter dan de chirurg in staat om een hechting te verrichten. Dit alles verloopt probleemloos zolang het gaat om goed gedefinieerde en afgebakende toepassingen. Maar in de huishouding zijn robots nog steeds niet in staat om een eitje te bakken en en passant een vuile koffiebeker in de vaatwasser te zetten. ‘De techniek is dan helemaal niet meer in verhouding met de handeling’, vertelt prof.dr. Bernhard Hommel. Hommel, hoofd van de sectie Cognitieve Psychologie van de Faculteit der Sociale Wetenschappen, heeft een EU-subsidie van € 645.000 gekregen voor de ontwikkeling van een humanoïde robot.

EU-consortium
De subsidie voor de sectie Cognitieve Psychologie maakt deel uit van een grote EU-subsidie van € 7.000.000 die is toegekend aan een consortium van acht Europese onderzoeksgroepen. Elke onderzoeksgroep heeft een ontwikkelingstaak op grond van zijn specifieke expertise. Het EU-project heet PACO (Perception, Action & Cognition through Learning of Object-Action Complexes). De taak van het project is een cognitief systeem te ontwikkelen geïnspireerd op het menselijk brein, op basis van een theorie van Bernhard Hommel, de Theory of Event Coding.

Zwitsers uurwerk

 
De robot Armar in de keuken van het onderzoeksinstituut aan de Universiteit van Karlsruhe.

Er bestaan intussen duizenden typen robots voor allerlei toepassingen en die kennen nauwelijks nog beperkingen op technisch gebied, zolang de handeling maar voorspelbaar is. ‘Ze zijn zeer indrukwekkend, hebben echt de precisie van een Zwitsers uurwerk’, vertelt Hommel. De uitdaging voor de huidige robotica zit hem in die voorspelbaarheid. Hommel: ‘In Karlsruhe hebben ze een opstelling met een complete keuken. Als je de robot Armar daarin bezig ziet, is dat veel minder indrukwekkend. Zelfs bij een simpele opdracht als ‘pak de rode beker’ duurt het uren, voordat hij uiteindelijk iets begint te doen. De verhouding tussen de techniek en de handeling is helemaal zoek. Bij alles wat open en onzeker is en waar redeneren en nadenken bij komt kijken, kan hij nog niet overtuigen.’

Netwerkmodellen
In de psychologie wordt gewerkt met zogenoemde netwerkmodellen, theoretische modellen van de werking van het menselijk brein. Deze biologische modellen kunnen echter niet zomaar in een robot worden geïmplanteerd; ze zouden veel te traag zijn. Toch is het voor de robotica de uitdaging van die modellen te leren. Technici hebben tot nu toe geprobeerd biologische mechanismen te gebruiken om betere machines te bouwen. Maar in het geval van Armar gaat het om de constructie van een heel cognitief systeem. Daarbij moeten keuzes gemaakt worden. Hommel: ‘Soms moet je trucjes toepassen, bijvoorbeeld een computationele oplossing, omdat we een bepaald principe nog niet goed genoeg begrijpen, of gewoon omdat de mens nu eenmaal anders in elkaar zit dan een robot.’

Affordance
De theorie van event coding van Hommel is gebaseerd op de ecologische stroming in de cognitieve psychologie: de zogenoemde ideomotorische theorie. Hierbij gaat men ervan uit dat herkenning en sensomotorische aansturing onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn (affordance): een mens heeft bij wat hij ziet, hoort of voelt meteen door wat hij ermee kan doen. Omgekeerd gaat het ook op. Bij een handeling wordt alles meteen zo ingesteld dat de waarneming op scherp wordt gezet. Op deze manier informeren en structureren actie en verwerking elkaar. Deze theorie is al meer dan 150 jaar oud, maar er zijn nog nooit goede experimenten mee gedaan. In Leiden onderzoekt men bij baby’s, kinderen en volwassenen hoe het werkt.

Navajo-indianen
Bij een humaoïde robot hoort natuurlijk ook spraakherkenning en -productie. ‘In dit project hoeven we dat niet op te lossen’, vertelt Hommel, ‘Armar hoeft niet te praten. Maar hij moet wel begrijpen. Daarvoor gebruiken we bestaande spraakherkenningssoftware. De vraag is echter wat er daarna komt. Mark Steedman uit Edinburgh, de computerlinguïst in het consortium, wil uitgaan van een grammaticamodel gebaseerd op de taal van de Navajo-indianen. Deze taal is sterk affordance-gerelateerd. De Navajo’s noemen een ‘handdoek’ bijvoorbeeld ‘een ding dat ik gebruik om mijn lichaam droog te krijgen’.

Mop
‘We willen in de robot een cognitief systeem inbouwen dat ook affordance-gerelateerd is’, zegt Hommel. ‘Het oog van de robot neemt van alles waar en de vraag is hoe je de relevante gegevens kunt identificeren. Welke visuele kenmerken zijn er en hoe moet je die vertalen in een cognitieve code. De taalkundige vertaalt de codes in een grammatica en wij vragen ons af hoe we de codes in actie kunnen vertalen. Mensen doen, afhankelijk van de context, dingen op heel verschillende manieren. Een mop die in een café heel leuk kan zijn, heeft in een kerk waarschijnlijk een totaal andere uitwerking. Hoe komt dat? Blijkbaar doet de setting iets met ons cognitieve systeem.’ In een ideale situatie kan de robot dat ook; een vieze beker zet hij in de afwasmachine, een schone op de ontbijttafel of in de kast.

Menselijk
Uiteindelijk leidt het hele project tot een apparaat dat vanaf het middel tamelijk menselijk lijkt en dat in plaats van benen wieltjes heeft. Men denkt dat humanoïde robots in staat zijn een heleboel dingen te kunnen. Maar ook heel belangrijk is, dat dit soort robots acceptabel is voor mensen. Hommel: ‘Bedenk zelf maar wat je liever in huis hebt: een soort industrierobot met maar één arm of eentje die je aankijkt en op je reageert.’

De acht universiteiten in het consortium

(18 april 2006/SH)