Электронные куклы и другие «интеллектуальные» игрушки

Новое поколение игрушек содержит элементы искусственного интеллекта

Владимир Богданов

До свидания, мой плюшевый мишка

Игривая собачка Sony AIBO — мир силиконовых инстинктов

Matsushita Tama — робот по имени Гав

Furby — болтливый 25-долларовый родственник Чебурашки

Robokoneko — нейронный котенок будущего. Пока, к сожалению, «бумажный»

Куда все движется

До свидания, мой плюшевый мишка

Времена, когда дети довольствовались плюшевыми мишками, мутациями Барби и неуклюжими роботами, стремительно уходят. Даже говорящие интерактивные куклы, наверное, скоро вымрут как динозавры Microsoft Barney. Другие времена, другие куклы… Впрочем, их даже куклами назвать нельзя. Они — digital creatures, «цифровые создания», неведомые электронные зверушки. По уровню интеллекта многие из них уже могут соревноваться с сильно пьющим человеком, а по стоимости — с новыми «жигулями». Процесс повышения интеллектуального уровня некогда со всем согласных игрушек начался давно. Интерактивный плюшевый динозавр Microsoft Barney с ПК-интерфейсом четко обозначил эту тенденцию. Но по-настоящему мир интеллектуальных игрушек раскололся надвое после появления электромеханической собачки Sony AIBO: точно так же, как жанр высокобюджетного боевика был расколот на две эпохи с выходом блокбастера «Терминатор-2. Судный день»

По прогнозам, через несколько лет рядовая американская, европейская или японская семья будет иметь столько «роботов для развлечений», сколько пожелает. Считается, что «э-боты» (e-bot, производный термин от чешского robot с приставкой «электронный») станут таким же элементом быта, как телевизор, компьютер или холодильник. А пока электронные куклы все еще остаются экзотикой. О самых нашумевших цифровых игрушках и пойдет речь в данном обзоре.

В начало В начало

Игривая собачка Sony AIBO — мир силиконовых инстинктов

AIBO — аббревиатура от Artificial Intelligence RoBOt (робот с искусственным интеллектом), которая также созвучна японскому слову «спутник, дружок». Полгода назад первый ограниченный тираж электронных собачек AIBO ERS-110 (5 тыс. штук) был полностью распродан всего за 18 минут (3 тыс. ушли в Японию и 2 тыс. — в Штаты). Очень быстро, учитывая, что каждый щенок стоил ни много ни мало 2500 долл. Впрочем, в феврале Sony планирует в те же сроки разместить второй «кукольный» транш — 10 тыс. слегка модифицированных электронных щенков AIBO серии ERS-111 (сами заказные поставки начнутся с середины апреля 2000 года). По большому счету, AIBO — это развитие идеологии тамагочи, только «в натуральную величину». Щенок «понимает» отношение хозяина и постепенно превращается во взрослого пса (не физически, а эмоционально). В лапы AIBO встроены датчики, а специальная камера и инфракрасные сенсоры позволяют щенку соблюдать дистанцию и не натыкаться на стены. AIBO «понимает», когда его ласково гладят по голове, а когда дают шлепка. Свое расположение электронный пес выказывает вилянием хвоста и зеленым блеском светодиодных глаз. В нужный момент он может забавно почесаться, вылавливая «электронных блох».

Как и любому щенку, AIBO для начала придется «подрасти» и многому научиться. Первые сутки ему приходится учиться просто ходить и сидеть, но, к счастью, растет щенок не по дням, а по часам (что не под силу белковым собачкам). На второй день электронный щенок уже уверенно ходит и учится играть в мяч. А при сохранении активного образа жизни за 4 месяца щенок превращается во вполне зрелую собаку. Вообще инженеры Sony, по отзывам собаковладельцев, добились поистине чудесных результатов — создали иллюзию эволюции щенка, успешно сымитировали «характер» AIBO и алгоритмы подстройки под конкретного хозяина. AIBO «обучается» методом кнута и пряника. Если его за что-то хвалят, то он стремится повторять эти действия, и наоборот. Разработчики из Sony даже утверждают, что из-за частых упреков щенок может обидеться или впасть в депрессию. Недаром над AIBO трудилась команда из бывших разработчиков нейросетей.

Заряда литий-ионных аккумуляторов щенку хватает на 1,5 часа. Хозяин может дать AIBO команду при помощи тонового пульта дистанционного управления: AIBO, к примеру, начинает приплясывать или играть с розовым мячиком. Разработчики постарались, чтобы электронная собака достоверно выполняла кульбиты, присущие «белковым» щенкам, — почесывание, кувыркание на полу и прочие. У электронного щенка есть 18 моторов, выполняющих роль суставов, и шесть предустановленных эмоций (радость, грусть, злость, удивление, страх и чувство неприязни). Помимо инфракрасных датчиков в глазах у AIBO имеются сенсоры в подушечках лап и микрофоны в ушах. Равновесием щенка управляет встроенный гироскоп, а специальный температурный датчик не позволит AIBO перегреться в жаркую погоду.

Инстинктами и условными рефлексами AIBO управляет 64-разрядный RISC-процессор (IDT MIPS — очевидно, тот же, что и у PlayStation). Сведения о внешнем мире и программы хранятся, естественно, в пластинке флэш-памяти Sony Memory Stick (емкостью 8 Мбайт).

Чего не умеет AIBO? Технически щенка пока не «научили» взбираться вверх по лестнице, бегать (а не ходить) и многому другому. Но самое главное — кукла вряд ли сможет проявлять искреннюю преданность, понимать хозяина и чувствовать его настроение. Впрочем, дополнительное программное обеспечение AIBO Performer Kit (450 долл., включая карточку Memory Stick 8 Мбайт) позволяет «обучать» щенка новым трюкам и обмениваться «характерами» (записанными на Memory Stick) с другими поклонниками электронного собаководства.

Помимо процессора IDT MIPS RISC и 8-мегабайтной пластинки флэш-памяти Memory Stick (для хранения программ) щенок оборудован 16 Мбайт встроенной памяти, датчиками дистанции, давления, ускорения и температуры, встроенными микрофоном, динамиками, ПЗС-видеокамерой. Вся эта сложная система управляется специально разработанной Sony операционной системой реального времени Aperios. Весит собачка приблизительно 1,3 кг. Доступные окрасы — серебристый и черный металлик. Основные отличия щенков модернизированного семейства ERS-111 — новая форма ушей, удлиненный хвост, знание дополнительных движений и расширенная звуковая поддержка.

В начало В начало

Matsushita Tama — робот по имени Гав

Электронный котенок Tama был задуман японской корпорацией Matsushita Electric (Panasonic) не просто как игрушка, но и как терапевтическое средство для пожилых людей, способное пообщаться на нормальном языке и вовремя вызвать помощь. Никаких чудес — просто Tama подключается к процессинг-центру по сотовому или ISDN-каналу, а социальные работники и медики передают через котенка медицинскую информацию, местные новости и другие сообщения для пожилых владельцев. Таma способен озвучивать и хранить до 50 сообщений, загружаемых дистанционно из процессинг-центра. Например, оператор медицинской службы может загружать в котенка напоминания о приеме лекарств или посещении поликлиники, адресованные его владельцу. Если хозяин некоторое время не «общается» с Tama, то такая подозрительная ситуация тоже отслеживается операторами из центра: есть повод послать врача на дом или срочно вызвать помощь. Tama способен распознавать пока только пять стандартных голосовых команд от владельца (например, приветствие). Элементы искусственного интеллекта (и 2 Мбайт ОЗУ) позволяют Tama определить момент, когда настало время вступить в разговор, и сохранить иллюзию разумности. Специальная технология следит за «мимикой» котенка; его выражение «лица» и движения тела хорошо скоординированы. Микрофоны и датчики, вмонтированные в голове котенка, позволяют ему отзываться на речь хозяина и даже урчать при почесывании за ушами. Эта электронная коммуникационная кукла имеет 30 см в длину и вес около 1,4 кг. Но, возможно, к моменту запуска в серию котенок будет «реинкарнирован» в тела других животных.

На разработку Tama уже ушло три года и 2 млн. долл. Matsushita планирует начать массовые поставки «котов ученых» в 2001 году. Предполагаемая стоимость Tama — около 450 долл..

Более подробно о технических характеристиках. Электронный кот построен на базе 32-разрядного процессора Matsushita MN103002A, оборудован 2 Мбайт флэш-ПЗУ и ОЗУ типа DRAM или SRAM емкостью 2 Мбайт. Интерфейсы: 3,2-дюймовый ЖКД c подсветкой (разрешение ј VGA), сенсор давления, микрофон, динамик, последовательный порт RS-232C. Основное питание — от сети или 8 батареек формата AA. Габариты: 24Ѕ30Ѕ30 см. Обмен данными с внешними устройствами (включая ПК) осуществляется по специальному протоколу на скорости более чем 64 Кбит/с.

В начало В начало

Furby — болтливый 25-долларовый родственник Чебурашки

Маленький пушной зверек Furby (Фaрби или Фёрби) производства компании Tiger Electronics (уже купленной вторым по величине «игрушечным» концерном Hasbro) вызвал безусловное помешательство американцев еще в канун позапрошлого Рождества. Вероятно, виной тому беспрецедентно низкая цена на «пушистика» — около 25 долл. Не сравнить с Sony AIBO за 2500 долл. В России финальная цена на Furby на одном из Интернет-аукционов (Molotok.Ru) составила 81 долл., что тоже вполне приемлемо. В позапрошлом году успех Furby был очень впечатляющим: американки штурмовали прилавки, а потом всем миром обсуждали полученные травмы. С выходом гремлиноподобного «пушистика» связана забавная байка: «говорящих» зверьков запретили проносить в военные ведомства США, чтобы сотрудники не могли тайком записать конфиденциальные беседы. Позже выяснилось, что Furby — не диктофон и не может записывать звуки. Силовые ведомства привычно от всего открестились.

Нетрудно догадаться, что Furby слишком дешев, чтобы обладать искусственным интеллектом. Он не способен к обучению, но имитирует интеллектуальное развитие, выдавая постепенно все большие порции возгласов из своего ограниченного словарного запаса. Furby «знает» чуть больше слов, чем Эллочка-Людоедка: 100 слов по-английски и 100 — по-фарбски (утраченный ныне диалект гремлинского).

Невысокая цена позволила энтузиастам пустить «под нож» сломавшиеся экземпляры Furby, чтобы посмотреть, что у него внутри. Чем он питается, правда, выяснить не удалось. Но кое-что есть. Furby управляется заказным центральным микропроцессором, эквивалентным по структуре и производительности чипу Motorola 6502. Тот, которым управлялся компьютер Apple II, — восьмибитный микропроцессор с ограниченным набором команд и тактовой частотой 1 МГц. Микропроцессоров того же уровня производительности есть немало (Intel 8080, Z80 или семейством 6809). Некоторые из упомянутых чипов маскируются в составе заказных ASIC-микросхем.

К сожалению, Furby нельзя самостоятельно перепрограммировать, чтобы он, скажем, заговорил голосами Бивиса и Батт-Хеда. «Пушистик» оборудован инфракрасным портом для обмена приветствиями с другими Furby, обитающими поблизости. Органы чувств у Furby находятся в зачаточном состоянии. По всей видимости, однобитный цифровой процессорный вывод отвечает за реакцию на любой громкий звук, а светодетектор способен отличить лишь свет от тьмы.

Furby выпускаются в различных окрасах шкурки. Цветовая гамма намного шире, чем у iMac: от бело-голубой до черной и сиамской цветовой комбинации. Помимо шести взрослых «пушистиков», Tiger выпускает шесть «пушистят» Furby Babies, которые отличаются несколько меньшими размерами и еще более тонкими голосами. Второе поколение Furby, как и их родители, «питается» от четырех батареек формата AA. Единственное новшество — режим глубокого сна, из которого молодой «пушистик» выходит будучи перевернутым вверх тормашками.

В начало В начало

Robokoneko — нейронный котенок будущего. Пока, к сожалению, «бумажный»

До сих пор мы говорили о довольно простых игрушках, механических куклах, в большей или меньшей степени напичканных электроникой. Их интеллектуальное развитие (если оно вообще предусмотрено) — иллюзорно и представляет собой смесь заранее запрограммированных «подавленных» инстинктов. Игрушки класса AIBO, Furby, Barney и даже Tamagotchi просто интригуют нас, не выкладывая все карты в первый же день знакомства. Но на настоящее саморазвитие никто из них не способен. Здесь уже нужны адаптивные нейронные технологии.

Ну раз такие умные, создайте хотя бы «думающую» кошку. Пусть глупую, пусть не столь пластичную и грациозную, но хоть немножко эволюционирующую. Один из самых многообещающих проектов в этой области — конструирование и моделирование Robokoneko (по-японски — «робот-котенок»): самообучающегося (эволюционирующего) робота с искусственным интеллектом. Предполагается, что котенок будет обладать не только совершенной механикой, но и искусственным мозгом, состоящим из 16 000 нейросетевых модулей. Котенок, разрабатываемый американской фирмой Genobyte (http://www.genobyte.com/), — промежуточный проект в рамках создания искусственного мозга CAM-Brain (Сellular Automata Machine Brain) мощностью один миллиард искусственных нейронов (его разрабатывает японская корпорация ATR). Для сравнения: в человеческом мозге 14 млрд. нервных клеток, из которых используется около 4%. 16 000 искусственных нейромодулей котенка Robokoneko построено на базе программно конфигурируемых микросхем FPGA. Скорость эволюции кошачьего мозга — 100 млрд. обновлений в секунду.

Разработчики не скрывают, что создание робота-котенка — это рекламный трюк, призванный продемонстрировать практическое использование «искусственного мозга». Предполагается, что вес котенка не превысит 3-4 килограммов, время автономной работы составит до получаса, а взаимодействие кошачьего искусственного мозга с компьютером будет осуществляться по радиоканалу. Ориентировочные размеры Robokoneko — 30*17*25 см. На картинке изображен лишь один из эскизов, по которому трудно представить окончательный внешний вид робокотенка. На самом деле дизайнеры думают покрыть его металлический каркас (экзоскелет) пластиком и мехом, использовать пружины для эффектных прыжков. Внутри будут встроены модем, радиоантенна, в глазах — ПЗС-видеокамеры, в ушах — микрофоны, в пасти — генератор речи и мяуканья. Вообще, его предварительное описание очень похоже на AIBO: сенсоры в лапах, гироскоп для равновесия, управляемый угол изгиба суставов, датчики дистанции, тактильные сенсоры и прочие элементы. Передними лапами котенок сможет играть с предметами и выполнять большинство типичных движений, присущих котам. Встроенные аккумуляторы должны обеспечить минимум 10-20 минут активной автономной работы робота. Когда заряд батарей упадет до критического уровня, робокотенок должен остановиться и начать жалобно мяукать, требуя электрического «Вискаса». Питание механической и логической частей будет разведено (одна батарея питает микропроцессор, а вторая — микродвигатели суставов). Управляющие воздействия будут передаваться по беспроводному каналу с рабочей станции (на ней же может «крутиться» эмуляция CBM-машины). На теле котенка (вероятно, на брюшке) будет интегрирован ЖК-дисплей с информацией о состоянии робота.

Программным обеспечением, обеспечивающим движения котенка, станет, вероятно, коммерческий пакет Working Model от Knowledge Revolution. Котенка целиком проектирует американская корпорация Genobyte, которая лицензировала эмулятор «искусственного мозга» CAM-Brain Machine (CBM) у японской ATR HIP. Genobyte может самостоятельно производить и продавать CBM сторонним заказчикам.

В начало В начало

Куда все движется

Бытовые роботы для развлечений и прототипы бытовых роботов-помощников, то и дело демонстрируемые широкой аудитории, — это, на мой взгляд, жалкие отголоски тех решений, которые создаются в военных лабораториях. Летающие мини-роботы размером с муху, управляемые подводные роботы-рыбы, электронные летающие птицы-разведчики — все это уже далеко не фантастика. Именно в области создания роботов военного назначения сосредоточивают мощные научные ресурсы страны, не отрицающие возможности техногенных войн в будущем. В этом смысле достаточно крамольными остаются примеры мини-роботов из сериалов типа «Секретные материалы» или LEXX. Однако конверсия многих идей «двойного назначения» в ближайшие пять лет должна привести к появлению массовых моделей новых хозяйственных роботов. Но прежде «сливки» снимут самые недорогие фирменные решения (30-100 долл.) и имитации в стиле тех же собачек AIBO или котов Tama (вспомните, как стремительно распространились подделки под тамагочи). Эпоха же массовых роботов-помощников (подобий NEC R100) наступит и вовсе лет через 10. К тому времени их цена достигнет разумного уровня, а качество реализации голосового интерфейса станет вполне приемлемым. Именно такие бытовые роботы мне более всего по душе. Даже если эти «ваньки» будут уметь лишь снимать электронную почту или по первому зову со всех колес бежать включать телевизор — это уже много. А так, глядишь, лет через 30 появятся и первые однозначно бесхвостые «модели для развлечений», за которыми гонялся еще Харрисон Форд в фильме «Бегущий по лезвию бритвы».

Однако самая ближайшая перспектива — бум на рынке PC-Enabled Toys (игрушек со связью с ПК). Этим направлением активно занимаются такие «монстры», как Intel, Microsoft, Mattel, LEGO и прочие. Истинная интерактивность, перенесение значительной части «интеллекта» на домашнюю ПК-станцию и, как следствие, разумная цена. Пока остальные «глобальные проекты» будут «вариться» в лабораториях, ПК-куклам, игровой периферии (например, детским электронным микроскопам) и другим интерактивным игрушкам открывается самый короткий путь на прилавки.

КомпьтерПресс 3'2000