Roboter und künstliche Intelligenz

(Di Sonja Forconi)
05/09/22

Wir hören jetzt viel über künstliche Intelligenz (KI), die Strategisches Programm für Künstliche Intelligenz 2022-2024 (siehe Dokument) definiert es als die Menge digitaler Modelle, Algorithmen und Technologien, die Wahrnehmung, Argumentation, Interaktion und Lernen reproduzieren. Das Portal des Europäischen Parlaments (siehe Link) definiert künstliche Intelligenz als zentrales Element für die digitale Transformation der Gesellschaft und eine der Prioritäten der EU.

Obwohl nicht selten Zweifel und „Befürchtungen“ geäußert werden, die eine so gewaltige Materie wecken können, die heute Gesellschaft und Lebensweise total durchdringt, wird KI mal als Mehrwert im Alltags- und Arbeitsleben gesehen und mal als etwas, das es von Natur aus kann bedeutende Veränderungen einführen, die zum Beispiel zum Verschwinden vieler Arbeitsplätze führen. Tatsächlich fragen wir unter den verschiedenen Ängsten oft: "Werden Maschinen (Roboter) mit künstlicher Intelligenz den Menschen ersetzen?"

Um der Frage nachzugehen, ob Roboter und KI den Menschen vollständig ersetzen werden, werden wir in diesem Artikel versuchen, einige Aspekte zu klären, die die „Welt“ der Roboter mit der der KI verbinden.

Um die Begriffe zu zitieren, die von Umberto Eco (weltberühmter Essayist und Intellektueller Alessandria, 5. Januar 1932 - Mailand, 19. Februar 2016) im Vergleich zwischen den Vorteilen, die sich aus der technologischen Innovation ergeben, und den Folgen, die dieser Prozess hervorrufen könnte, stammen, finden wir „Der Vergleich zwischen denen, die eine Zukunft voraussehen, in der Maschinen die Arbeit des Menschen nach und nach ersetzen werden, die damit eine der lebenswichtigen Funktionen verlieren, die ihre Existenz veredeln können, und denen, die stattdessen die Automatisierung von allem für gut halten, gerade weil es wird dem Menschen ermöglichen, seine Fähigkeiten weiterzuentwickeln und sich der Programmierung und Integration der Maschinen zu widmen, die die ermüdendsten, sich wiederholenden und uninteressanten Aufgaben für ihn ausführen werden..

Die Koexistenz von Robotik und KI ermöglicht es, die Entwicklung von Maschinen (Robotern) zu verbessern, die in der Lage sind, Arbeiter bei bestimmten Aufgaben, wie z. B. den sich wiederholendsten und / oder ermüdendsten, in verschiedenen Anwendungsbereichen zu unterstützen.

Auch im Portal des Europäischen Parlaments wird unter den Beispielen für den täglichen Gebrauch und mögliche Verwendungen von KI auch das von Robotern in Fabriken aufgeführt, mit der Begründung: „KI würde europäischen Herstellern helfen, effizienter zu werden. Der Einsatz von Robotern könnte helfen, Fabriken zurück nach Europa zu bringen. Darüber hinaus kann künstliche Intelligenz zur Planung von Vertriebswegen oder Wartung eingesetzt werden.“

Beginnen wir damit, das Konzept der Robotik zu klären, und dazu ist es nützlich, offiziellen Quellen zu folgen. Wie von der „Robotics Research Group“ der University of Oxford definiert, „Robotik ist die Wissenschaft, die die intelligente Verbindung von Wahrnehmung und Handlung in der Maschine (Roboter) untersucht“.

Aus der Wikipedia-Definition „Robotik ist die Disziplin, die Methoden untersucht und entwickelt, die es einem Roboter ermöglichen, bestimmte Aufgaben auszuführen und menschliche Arbeit automatisch zu reproduzieren. Obwohl die Robotik ein Zweig der Ingenieurwissenschaften, genauer der Mechatronik (Mechanik + Elektronik) ist, vereint sie Ansätze aus vielen Disziplinen sowohl humanistischer Natur, wie z. B. Linguistik, als auch naturwissenschaftlicher Natur: Biologie, Physiologie, Psychologie, Elektronik, Physik , Informatik, Mathematik und Mechanik ".

Die Disziplin entwickelt sich aus dem Wunsch des Menschen, künstliche und autonome Maschinen wie Roboter zu schaffen, die in der Lage sind, menschliche Arbeit zu simulieren und mit künstlicher Intelligenz ausgestattet sind.

Im multidisziplinären Kontext der Robotik ist künstliche Intelligenz nur eine der Komponenten, unter anderem die jüngste.

Gleichzeitig ist es überhaupt nicht einfach, eine eindeutige Definition des Roboters zu geben, da seine Realisierung, seine Funktionsweise und seine Verwendung, wie man sieht, mehrere Disziplinen umfassen.

Die Treccani-Enzyklopädie definiert Roboter als „Vielseitige mechanisch-elektrische Strukturen, die an verschiedene Situationen angepasst werden können und in der Lage sind, verschiedene elementare Aktivitäten zu reproduzieren, stellen in gewissem Sinne die signifikante und greifbare Materialisierung eines alten menschlichen Traums dar. Der Mensch kann ihnen die Ausführung sich wiederholender, ermüdender oder gefährlicher Tätigkeiten übertragen, die Bewegungsschnelligkeit, hohe Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit der Ausführung erfordern".

Die Elemente, aus denen ein Roboter besteht, sind vier:

  • mechanisches System wie die Fortbewegungsorgane (Räder, Ketten, Beine);

  • Betätigungssystem, das die mechanischen Teile animiert;

  • sensorisches System, dh die Sensoren, die die Erfassung der Wahrnehmungen der Umgebung ermöglichen;

  • Regierungssystem, das die Ausführung von Handlungen befiehlt.

Das Wort „Roboter“ hat vor kurzem sein einhundertjähriges Bestehen gefeiert, nachdem es 1920 in der Nähe von Prag seinen Anfang genommen hatte. Der Begriff kommt vom Wort „Robota“ mit der Bedeutung „harte Arbeit“ oder „Zwangsarbeit“.

Dieser Begriff wurde vom tschechischen Schriftsteller Karel Čapek in seinem Theaterstück RUR (Rossums universelle Roboter oder "Rossums universelle Roboter"), wo ein imaginärer Humanoid (Foto) auftauchte, der als Roboter identifiziert wurde, um an das tschechische Wort zu erinnern robota.

Das Jahr 1920 ist auch das Geburtsjahr des Wissenschaftlers und Schriftstellers Isaac Asimov, der sich in seinen Science-Fiction-Geschichten im Jahr 1940 an den englischen abgeleiteten Begriff „Robotik“ oder „Robotik“ erinnert.

Asimov selbst ist auch der Erfinder von Drei Gesetze der Robotik, sagte in einer Reihe von Science-Fiction-Geschichten aus dem Jahr 1942:

  1. Ein Roboter kann Menschen nicht schaden, noch kann er zulassen, dass Menschen geschädigt werden, indem er nicht eingreift;

  2. Ein Roboter muss den von Menschen erteilten Befehlen gehorchen, es sei denn, diese Befehle stehen im Widerspruch zum Ersten Gesetz;

  3. Ein Roboter muss seine Existenz sichern, solange dies nicht mit dem ersten und zweiten Hauptsatz kollidiert.

(Isaac Asimov, Handbuch der Robotik, 56. Auflage)

Die drei Gesetze der Robotik wurden von Asimov entwickelt, um seinen "positronischen Roboter" zu regeln, bei dem es sich um imaginäre Kreaturen mit humanoiden Formen handelt, die nicht gegen ihren Schöpfer rebellieren, sondern stattdessen "glücklich sind, dienen zu können".

1956 gründeten George Devol und Joseph Engelberger den weltweit ersten Roboterhersteller, Unimation Inc. (Universal + Automation).

1962 wurde der erste industrielle Manipulator (mechanischer Arm) bekannt als Vereinen (Foto). Der Roboter galt als "programmierbare Transfermaschine", da sein Hauptzweck darin bestand, Objekte von einem Punkt zum anderen zu transferieren.

Vereinen ist der erste Roboter, der für sich wiederholende und / oder gefährliche Operationen an einer Produktionslinie von General Motors in New Jersey entwickelt wurde.

Zwischen 1975 und 1978 war der Maschinenbauingenieur der University of Standford, Victor Scheinman, verantwortlich für die Realisierung von PUMA (Programmierbarer universeller Manipulationsarm). In kurzer Zeit wurde PUMA zum beliebtesten Industrieroboter in Fabriken und Forschungslabors, der komplexe Tätigkeiten wie Montage und Schweißen ausführen kann.

1986 arbeiteten LEGO (dänischer Spielzeughersteller) und MIT Media Lab (Forschungslabor am Massachusetts Institute of Technology) am Produktdesign mit dem Ziel, Technologieunterricht in die Schulen zu bringen (Educational Robotics1). 1988 wird LEGO den ersten Robotik-Bausatz herausbringen und die Produktionsreihe "MINDSTORM" nennen.

Am 4. Juli 1997 landete er im Rahmen der NASA-Mission auf dem Roten Planeten unseres Sonnensystems, dem Mars Mars-PfadfinderRover Sojourner, der erste Roboter der Internationalen Raumstation, der in die Umlaufbahn gebracht wurde.

Im Jahr 2002 ist ASIMO von Honda der erste Roboter, der auf "menschliche" Weise und völlig autonom laufen und Treppen steigen und steigen kann.

2009 wurde das Roboterkind vorgestellt iCub, entwickelt und gebaut vom Italienischen Institut für Technologie in Genua. iCub ist eine vollständig Open-Source-Plattform (sowohl Software als auch Hardware) für das Studium der sogenannten Verkörperung Erkenntnis2.

2012 kommt es auf den Markt Baxter des Start-ups Rethink Robotics. Baxter hat ein animiertes Gesicht und soll in enger Zusammenarbeit mit Menschen an Produktionslinien arbeiten.

Zwischen 2013 und 2016 Boston Dynamics3, ein vor fast 30 Jahren in der Nähe von Boston gegründetes Softwareunternehmen, entwickelt den humanoiden Roboter ATLAS. Es gehört zu den fortschrittlichsten der Welt und ist in der Lage, sowohl drinnen als auch draußen zu arbeiten, auf verschiedenen Terrains zu gehen und Objekte zu manipulieren, und das alles mit hoher Stabilität.

Bis heute reichen die Einsatzgebiete von Robotern vom Chirurgen-Roboter, mit dem Ärzte einige chirurgische Eingriffe fernsteuern können, über Einkaufsassistenz-Roboter bis hin zu Haushalts- und Sozialrobotern, die im Haushalt eingesetzt werden und Gesichter und Gesichtsausdrücke von Familienmitgliedern erkennen können biometrische Erkennung, die in der Landwirtschaft verwendeten Roboter, die geminoiden Roboter oder "Zwillings"-Roboter eines Menschen, das heißt, die so gebaut sind, dass sie sowohl in ihrer äußeren Erscheinung als auch in ihren Bewegungen einem Menschen ähneln, und das Neueste Tesla-Bot (Foto), vorgestellt im August 2021, dessen mit Spannung erwarteter Prototyp am 30. September 2022 enthüllt wird, ein etwa 1,75 m großer Roboter mit einem Gewicht von etwas mehr als 50 kg, der sich mit etwa 8 km / h fortbewegen und Gewichte bis zu 20 kg transportieren kann .

Basierend auf dem dargestellten Evolutionspfad werden bisher üblicherweise vier Generationen von Robotern erkannt:

  • Erste Generation: Programmierbare Maschinen ohne die Möglichkeit, die eigentlichen Ausführungsmethoden zu kontrollieren und ohne Interaktion mit der externen Umgebung. Die Verwendung dieser Art von Robotern ist hauptsächlich industriell, tatsächlich wurden sie in jenen Jahren zum Be- und Entladen von Waren oder zum Ausführen einfacher Materialbewegungen verwendet;

  • Zweite Generation: Programmierbare Maschinen mit der Möglichkeit, die äußere Umgebung zu erkennen und sich von Punkt zu Punkt zu bewegen. Sie haben spezielle Software für bestimmte Anwendungen. Wenn der Roboter also eine bestimmte Aufgabe ausführen sollte, wie beispielsweise das Beladen einer Maschine, war es sehr schwierig, ihn für einen anderen Vorgang, wie beispielsweise Schweißen, zu verwenden. Dazu musste die Steuerung geändert werden;

  • Dritte Generation: Selbstprogrammierbare Maschinen mit der Möglichkeit, mit der externen Umgebung zu interagieren und sich selbst für die Ausführung einer zugewiesenen Aufgabe zu trainieren;

  • Vierte Generation: Sie sind autonome Roboter, die durch maschinelles Lernen Funktionen ausführen und Entscheidungen treffen können.

Wir können mit Sicherheit sagen, dass wir in der vierte Generation von Robotern: autonome Roboter, und in diesem Zusammenhang finden wir die Verbindung zwischen der „Welt“ der Roboter und der KI. Zum Zwecke dieser Diskussion können wir uns auf zwei Arten von Robotern konzentrieren: nicht-autonome und autonome.

I nicht autonome Roboter sie werden durch die Maschinen repräsentiert, die a priori von einer Software gesteuert (programmiert) werden und verwendet werden, um eine bestimmte Aufgabe auszuführen. Sie werden meist in der industriellen Produktion entlang von Fließbändern eingesetzt und dienen der Durchführung sehr oft repetitiver Aufgaben. Sie können auch direkt von Menschen über Fernsteuerungssysteme verwaltet werden. Ein klassisches Beispiel sind fernsteuerbare Drohnen, Bombenräumroboter, die gefährdete Orte inspizieren und potenziell tödliche Gefahren für Menschen entschärfen.

I autonome Roboter Stattdessen setzen Roboter KI ein. Sie zeichnen sich durch Lernfähigkeit, Erfahrung und Interaktion aus. Autonome Roboter haben die Fähigkeit, durch sensorische Fähigkeiten und den Austausch von Daten mit der Umgebung, in der sie operieren, Autonomie zu erlangen, sowie die Fähigkeit, die gesammelten Daten zu analysieren. Möglich wird dies durch eine Reihe von Prozessoren, die Algorithmen der künstlichen Intelligenz ausführen und Entscheidungen treffen, die neuronale Netze verwenden.

Die Sensorik, eines der vier zuvor gesehenen Bestandteile der Roboter, wird in autonomen Robotern zur Erfassung verschiedenster Informationen von außen wie Bilderkennung, basierend auf KI und neuronalen Netzen und ausgestattet mit verschiedenen Kameras, vielfach eingesetzt .

Der Einzug künstlicher Intelligenz in die Robotik findet vor allem im Bereich der Industrierobotik mit dem Ziel, die Autonomie in Automatisierungsprozessen zu verfeinern und zu verbessern. Man spricht in diesem Zusammenhang von COBOT nämlich Kollaborativer Roboter.

COBOTs sind Roboter mit starken Autonomiequalitäten und in der Lage, die Umgebung, in der sie sich befinden, wahrzunehmen und zu interpretieren, um ein mechanisches Teil von einem anderen zu unterscheiden und sich sicher durch die Umgebung zu bewegen (z. B. um ein Teil an einen menschlichen Bediener zu liefern, ohne mit einem anderen Menschen zusammenzustoßen Wesen), um zu entscheiden, welche Aufgaben wie ausgeführt werden sollen, unter Berücksichtigung der Bedürfnisse der Menschen, mit denen er interagiert (Fähigkeit der künstlichen Intelligenz), um zu verstehen, welchen Punkt die Unterstützung einer zu montierenden Maschine ist, und schließlich um zu wissen, wie man mit unerwarteten Ereignissen umgeht während der Ausführung seiner Handlungen.

Aus dem, was sich herausstellt, kann man sagen, dass autonome Roboter eine Kombination aus vielen Bereichen der KI erfordern, wie zum Beispiel:

  • Computergestützte Sicht- und Spracherkennung zur Erkennung der Umgebung;

  • il Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP), Informationsabruf und unsicheres Denken für die Verarbeitung von Anweisungen und die Vorhersage der Folgen möglicher Handlungen;

  • il Stimmungsanalyse (Systeme, die auf Äußerungen menschlicher Emotionen reagieren oder Emotionen nachahmen), um mit Menschen zu interagieren und zu arbeiten.

Abschließend können wir in der Verbindung zwischen der Welt der Roboter und der KI Folgendes betonen:

  • KI und Robotik haben die Fähigkeit gemeinsam, Aktionen anstelle von Menschen auszuführen;

  • KI wird in der Robotik eingesetzt, um Roboter zu bedienen, zu aktivieren, um sie in Betrieb zu nehmen und wieder zu deaktivieren;

  • Die in der Robotik verwendete KI stellt nur einen Teil eines Bereichs dar, den wir als multidisziplinär angesehen haben.

Die Welt der künstlichen Intelligenz wird sich in naher Zukunft weiterentwickeln. Das Wissen um die Ausbreitung des Phänomens ist eine Möglichkeit, sich vorzubereiten und die falschen Mythen zu zerstreuen, die dazu führen, KI mit Argwohn zu betrachten.

Autonome Roboter und COBOTs haben sicherlich ein gewisses Maß an Autonomie und sind nicht immer mit Sicherheitsagenten ausgestattet, um die Cyber-Risiken zu begrenzen, die entstehen und zu echten Cyber-Angriffen führen können. Gleichzeitig ist es wichtig zu verstehen, wie man sich auf die Risiken vorbereiten kann, die auftreten können, um ein angemessenes Sicherheitsniveau zu gewährleisten.

Bei der Kombination von Roboter und KI muss gesagt werden, dass die Befürchtung, dass Roboter den Menschen bei allen Tätigkeiten ersetzen können, völlig irrational ist, denn obwohl es bereits Computer gibt, die in vielen Bereichen die Rechengeschwindigkeit des menschlichen Gehirns weit übertreffen, sind diese noch weit entfernt von einem Intelligenzniveau, das dem des Menschen entspricht, um uns ersetzen zu können.

Insofern ist der beste Abschluss für den Artikel das folgende Zitat von Albert Einstein:

„Computer sind unglaublich schnell, genau und dumm.

Menschen sind unglaublich langsam, ungenau und brillant.

Die Kombination aus beidem stellt eine unkalkulierbare Kraft dar.“

1 Bildungsrobotik (Pädagogische Robotik): der Student, Protagonist im Lernprozess, entwirft, baut und programmiert Roboter; Auf diese Weise findet eine Konstruktion von Robotik-bezogenem Wissen statt

2Verkörperung Kognition definierte die "Simulationstheorie des sprachlichen Verstehens", nach der wir die Ausdrücke der natürlichen Sprache dank der Reaktivierung von Gehirnbereichen verstehen, die hauptsächlich der Wahrnehmung, Bewegungen und Emotionen gewidmet sind.

3 Sein erster Auftrag militärischen Ursprungs bezieht sich auf die Erstellung interaktiver 3D-Programme für die Computersimulation komplexer Trainings, insbesondere in Bezug auf den Start von Flugzeugen vom Boden und von Flugzeugträgern.

REFERENZEN

https://assets.innovazione.gov.it/1637777289-programma-strategico-iaweb.pdf

www.europarl.europa.eu/portal/it

Cummings, ML (2014), „Man vs. Maschine oder Mensch + Maschine?“ IEEE Intelligente Systeme, 29 (5),

pp. 62-69.

https://www.ai4business.it/robotica/robot-cosa-sono-come-funzionano/

https://tech4future.info/robotica-cose-come-funziona-applicazioni/

Vereinen: https://www.youtube.com/watch?v=hxsWeVtb-JQ

ASIMO: https://www.youtube.com/watch?v=sz7wdDO9mVU

ATLAS: https://www.youtube.com/watch?v=opnbcus4Csk

GROSSER HUND: https://www.youtube.com/watch?v=xqMVg5ixhd0

https://ais-lab.di.unimi.it/Teaching/Robotica_DigitalAnimation/Slide/L_0...

Bilder: Web / YouTube / Tesla / US Air Force / Standbild aus Woody Allens Film „The Sleepyhead“ von 1973

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