Bahkan robot pun memiliki kekacauan di kepala mereka: para ilmuwan telah menciptakan AI dengan perilaku "spontan"

Anda pergi ke halte bus dan menyadari bahwa Anda lupa kunci Anda. Anda tiba-tiba berbalik dan lari pulang. Tindakan spontan semacam itu merupakan ciri khas dari perilaku hewan. Dalam upaya menangkap esensi otak manusia, robotika mencoba meniru tindakan tersebut. Ini bukanlah tugas yang mudah. Tetapi sebuah studi baru-baru ini oleh para ilmuwan Jepang menunjukkan pendekatan sederhana untuk menguasai keterampilan ini, memaksa jaringan saraf terkomputerisasi untuk secara spontan beralih di antara berbagai tindakan menggunakan algoritme yang meniru kekacauan terkontrol dari otak hewan.







“Pada dasarnya, pekerjaan kami adalah tentang bagaimana merancang perilaku pengalihan spontan menggunakan dinamika chaos,” kata rekan penulis Kohei Nakajima, ahli matematika terapan di Universitas Tokyo di Jepang. Biasanya, insinyur merancang robot yang dapat berjalan dan berlari, dan pelaku eksperimen kemudian dapat menggunakan pengontrol genggam eksternal untuk mengubah "perilaku" ini. Tetapi untuk melompat dari lingkungan yang terkendali ke lingkungan di mana robot dapat secara mandiri mengubah perilaku, para peneliti berusaha untuk mensimulasikan gerakan yang kacau. Seringkali terlihat di otak hewan dan sistem dinamis lainnya, perutean kacau terjadi ketika sistem secara tidak terduga tetapi secara deterministik beralih di antara beberapa pola stereotip, baik itu berjalan, berlari, atau bentuk perilaku lainnya.

Pengalaman masa lalu

Robotika berusaha meniru gerakan kacau di masa lalu, menurut penulis utama Katsuma Inoue, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Tokyo. Satu robot, dibuat pada tahun 2006, memodelkan bayi manusia dengan sistem somatosensori dan ratusan motor yang mewakili otot-otot tubuh, masing-masing terhubung ke beberapa osilator yang kacau - setara dengan neuron motorik. Sistem somatosensori berinteraksi dengan osilator chaos, yang kemudian memberi sinyal gerakan ke "otot". Dirancang untuk meniru perkembangan awal keterampilan motorik manusia, sistem ini mereproduksi gerakan seperti kekacauan dengan mengganti beberapa perilaku stereotip, termasuk merangkak dan berguling.





Bentuk biru, oranye, dan hijau pada gambar ini mewakili berbagai perilaku yang dirancang oleh penulis agar otak robot mereka dapat beralih secara otonom. Untuk melakukan ini, para peneliti membuat fitur fenomena yang disebut gerakan kacau. Gambar dari pembicaraan "Merancang peralihan perilaku spontan melalui perjalanan yang kacau" (Katsuma Inoue, Kohei Nakajima dan Yasuo Kuniyoshi).



Penelitian lain berfokus pada pengembangan perilaku peralihan spontan pada robot menggunakan struktur hierarki dengan jaringan saraf tingkat tinggi yang menjalankan modul tingkat rendah yang sesuai dengan setiap jenis perilaku. Namun menurut Kohei Nakajima, proses pembelajaran membutuhkan banyak waktu dalam eksperimen tersebut.

Bagaimana sistemnya unik?

Untuk mengatasi masalah tersebut, peneliti Jepang tidak menggunakan desain hirarkis. Sebagai gantinya, dalam metode tiga langkah menggunakan kerangka kerja pembelajaran mesin, para peneliti pertama-tama mengidentifikasi beberapa kemungkinan perilaku dan melatih jaringan saraf untuk mereproduksinya sesuai dengan perintah. Para peneliti kemudian melatih jaringan untuk beralih di antara perilaku ini dalam urutan tertentu, dan akhirnya mengembangkan transisi probabilistik antara perilaku ini menggunakan dinamika chaos. Hasilnya adalah sistem dengan fitur gerakan kacau.





(A) , . : - (ESN) ESN. ESN ESN, , ESN . ESN - , ESN ESN , 0. (B) . . , . , , CI. , . 1 , . 2 3 . 2 3.

Apa yang akan terjadi selanjutnya?

Ide kunci dari penelitian ini adalah untuk menciptakan cara yang lebih sederhana dan lebih elegan untuk mewujudkan penggerak spontan, mirip dengan hewan. Namun, implementasi penelitian ini sejauh ini hanya terbatas pada jaringan saraf di komputer. Para peneliti sekarang berencana untuk beralih dari komputer ke robot fisik dengan harapan akhirnya dapat menciptakan mesin yang berperilaku secara otonom dan spontan.



Ciri khas otak manusia, plastisitas pikiran memungkinkan orang memperoleh pengetahuan baru tanpa merusak ingatan lama. Ilmuwan melihat penelitian ini sebagai langkah menuju penciptaan otak sintetis yang dapat memiliki memori yang dapat berinteraksi dengan lingkungan melalui tubuh buatan.



Daftar referensi:

1. Adam Smith. AI with “spontaneous” behaviour like animals developed [ ]. URL: www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/scientists-ai-spontaneous-behaviour-animals-b1762407.html
2. Amy MacDermott. New technique builds animal brain–like spontaneity into AI [ ]. URL: blog.pnas.org/2020/11/new-technique-builds-animal-brain-like-spontaneity-into-ai
3. : Katsuma Inoue, Kohei Nakajima, Yasuo Kuniyoshi. Designing spontaneous behavioral switching via chaotic itinerancy [ ]. URL: advances.sciencemag.org/content/advances/6/46/eabb3989.full.pdf