В чем разница между робототехникой и искусственным интеллектом?

Является ли робототехника частью технологии искусственного интеллекта (artificial intelligence, AI)? Является ли AI частью робототехники? В чем разница между этими двумя терминами? Здесь мы попробуем ответить на этот фундаментальный вопрос.

Робототехника и искусственный интеллект служат совершенно разным целям. Однако люди часто путают их. Рост использования слова "робот" в последние годы для обозначения любого вида автоматизации вызвал еще больше сомнений в том, как робототехника и AI сочетаются друг с другом. 

Прежде всего, необходимо пояснить, что робототехника и искусственный интеллект - это совсем не одно и то же. На самом деле, эти две области почти полностью разделены.

Есть только одна небольшая область, где эти две области пересекаются - роботы с искусственным интеллектом. Именно в этой области люди иногда путают эти два понятия.

Чтобы понять, как эти три термина соотносятся друг с другом, давайте рассмотрим каждый из них в отдельности.

Что такое робототехника?

Робототехника - это отрасль техники, которая занимается физическими роботами. Роботы - это программируемые машины, которые обычно способны выполнять ряд действий автономно или полуавтономно.

При этом:

• Роботы взаимодействуют с физическим миром с помощью датчиков и исполнительных механизмов.
• Роботы программируются.

Правда, существуют неавтономные устройства, такие как, например, хирургические роботы, которые полностью управляются человеком-оператором, но они все равно классифицируются как относящиеся к робототехнике.

Действия роботов основаны на правилах - они не "думают" и не принимают решений.

Сейчас нет единого мнения, что именно представляет собой "робот". Некоторые говорят, что робот должен уметь "думать" и принимать решения. Однако стандартного определения "мышления робота" не существует. Требование к роботу "думать" предполагает, что он обладает определенным уровнем искусственного интеллекта, но множество существующих неинтеллектуальных роботов показывают, что мышление не может быть обязательным требованием к роботу.

Простой коллаборативный робот (кобот), который также активно используется в здравоохранении - это идеальный пример неинтеллектуального робота. Например, вы можете легко запрограммировать кобота, чтобы он взял предмет и поместил его в другое место. Затем кобот будет продолжать брать и класть предметы точно таким же образом, пока вы его не выключите. Это автономная функция, потому что после программирования робот не требует вмешательства человека. Для выполнения задачи не требуется никакого интеллекта, потому что кобот никогда не изменит своих действий. Кобот может также просто повторять действия, которые человек воспроизводит где-то в другом месте с помощью джойстика, и здесь тоже от робота не требуется интеллект.

Что такое искусственный интеллект?

Искусственный интеллект (AI) - это отрасль компьютерной науки. Она включает в себя разработку компьютерных программ для выполнения задач, для которых в противном случае потребовался бы человеческий интеллект. AI-алгоритмы могут решать задачи обучения, восприятия, решения проблем, понимания языка и/или логического мышления. Они даже могут обнаруживать признаки заболеваний, когда это не может сделать человек - это уже реализуется в здравоохранении.

Основное определение AI связано с предоставлением машинам возможности принимать сложные решения автономно. Программно-аппаратные средства, основанные на AI, могут решать сложные реальные задачи, анализируя огромные объемы данных и находя в них закономерности, не видимые человеком. Машинное обучение со временем улучшают аналитические способности таких приложений. Таким образом, приложения на основе AI обладают безграничной способностью становиться лучше в тех задачах, которые они выполняют.

AI используется во многих областях современного мира. Например, такие алгоритмы используются в поисковых системах Google, рекомендательных системах Amazon и GPS-навигаторах. Сейчас начинается активное использование систем на основе AI-технологии в здравоохранении. Большинство таких программ не используются для управления роботами.

Даже когда AI используется для управления роботами, AI-алгоритмы являются лишь частью большой робототехнической системы, которая также включает в себя датчики, исполнительные механизмы и программы, не связанные с AI.

Часто (но не всегда) AI включает в себя определенный уровень машинного обучения, когда алгоритм "обучается" реагировать на конкретный вход определенным образом, используя известные входы и выходы. Он также использует различные виды данных в качестве эталона для улучшения своей работы в течение определенного периода времени. И чем больше набор данных, тем лучше работает инструмент на основе AI с точки зрения скорости и точности работы.

Ключевым аспектом, отличающим AI от обычного программирования, является слово "интеллект". Программы без AI просто выполняют определенную последовательность инструкций. Программы на основе AI имитируют некоторый уровень человеческого интеллекта.

Что такое роботы с искусственным интеллектом?

Это роботы, которые управляются программами на основе AI. Обычные "неинтеллектуальные" (например, промышленные) роботы весьма ограничены в своей функциональности. Алгоритмы искусственного интеллекта необходимы, когда вы хотите позволить роботу выполнять более сложные задачи.

Например, складской робот может использовать алгоритм поиска пути для навигации по складу. Беспилотник может использовать автономную навигацию для возвращения домой, когда у него скоро закончится заряд батареи. Самоуправляемый автомобиль может использовать комбинацию алгоритмов для обнаружения и предотвращения потенциальных опасностей на дороге. Все это примеры роботов на базе технологии AI.

Например, можно расширить возможности кобота, используя искусственный интеллект. Если добавить к этому роботу камеру и программное обеспечение распознавания образов на основе AI, он сможет определять объект, который он поднимает. Это позволит ему помещать его в конкретное место в зависимости от типа объекта. Это потребует обучения специализированной программы для распознавания различных типов объектов.

В целом, большинство таких роботов используют AI только в одном конкретном аспекте своей работы. Движения робота на самом деле не контролируются AI (хотя данные, например, детектора объектов влияет на его движения).

Программные роботы не являются роботами

Недавно стал использоваться термин "программные роботы", который несколько запутал ситуацию.

Этот термин относится к типу компьютерной программы, которая автономно работает для выполнения виртуальной задачи. Это, например:

• "Боты" поисковых систем - они же "веб-краулеры". Они "бродят" по Интернету, сканируя веб-сайты и классифицируя их для поиска.
• Роботизированная автоматизация процессов - в последние несколько лет они в некоторой степени завладели словом "робот", хотя это совсем не так.
• Чат-боты - программы, которые появляются на веб-сайтах и разговаривают с вами с помощью набора заранее написанных ответов.

Программные боты не являются физическими роботами, они существуют только внутри компьютера. Поэтому они не являются настоящими роботами. Некоторые продвинутые программные роботы могут даже включать алгоритмы искусственного интеллекта, поэтому это еще более запутывает объяснение.

AI и робототехника: Различия в степени автоматизации

Обычная автоматизация подразумевает использование программного обеспечения, устройств, датчиков или других технологий в комбинации для выполнения задач, которые обычно выполняются отдельным человеком или группой работников. Автоматизация может быть двух видов - программная автоматизация и промышленная автоматизация.

Программная автоматизация включает в себя устройства, запрограммированные на выполнение повторяющихся задач с помощью математики и логики. Кроме того, автоматизация программного обеспечения включает в себя автоматизацию бизнес-процессов - использование стандартных средств автоматизации для повышения качества обслуживания клиентов или минимизации затрат. Это объединяет программные приложения, персонал и аппаратные средства для оптимизации бизнес-операций.

Роботизированная автоматизация процессов (РАП) предполагает использование программных роботов, или ботов, для написания компьютерных программ подобно программистам. РАП работает на основе запрограммированных сценариев. Интеллектуальная автоматизация процессов (ИАП) предполагает использование искусственного интеллекта для того, чтобы сделать программные приложения более интуитивными и "человекоподобными". В ИПА боты используют прошлые данные в качестве эталона для выполнения действий более интеллектуально, чем программные устройства автоматизации, которые используют механизм работы на основе правил или сценариев.

Промышленная автоматизация подразумевает использование роботов для контроля и управления тяжелыми промышленными операциями.

Хотя робототехника также занимается автоматизацией, она здесь сочетается с другими областями - машиностроением, информатикой, а также, во многих случаях, с искусственным интеллектом. Роботы, управляемые искусственным интеллектом, могут выполнять функции и задачи, ожидаемые от них, автономно с помощью алгоритмов машинного обучения. Роботов с AI можно представить как интеллектуальные приложения для автоматизации, в которых робототехника обеспечивает тело, а AI - мозг. Промышленная автоматизация, AI и робототехника также включают в себя другие технологии, такие как компьютерное зрение. В результате роботы с AI могут выполнять ряд задач без вмешательства человека.

AI и робототехника: Различия в приспособляемости

Обычно роботы - это просто машины, сделанные из металла, датчиков, кабелей и нескольких электронных устройств. Поэтому они не обладают "шестым чувством", которым обладают люди, когда, например, к ним кто-то приближается. Сочетание AI и робототехники, машинного обучения и сенсорных технологий позволяет создавать ситуационно осведомленных роботов, которые могут "чувствовать" присутствие человека рядом. Такие роботы обладают обонянием, чувствуют пространственную близость и реагируют на раздражители. AI также полезен для того, чтобы сделать роботов почти такими же ловкими, как люди. AI также позволяет разработчикам робототехники создавать таких роботов, которые обладают способностью определять эмоции людей и вступать с ними в интерактивные, похожие на человеческие, разговоры.

Роботы существуют для того, чтобы брать на себя задачи, которые человек не должен выполнять. Как правило, роботы работают в рамках строгих правил, автоматизируя задачи и позволяя людям сосредоточиться на задачах, требующих интеллекта. Другими словами, стандартным роботам не нужно "учиться", принимать решения или анализировать данные в процессе проектирования, разработки, производства или выполнения задач, для которых они созданы. Соответственно, сферы применения роботов ограничены такими задачами, как уборка, перенос пакетов из одного места в другое, стрижка газонов и т.п.

AI, с другой стороны, направлен на максимальное очеловечивание технологий. Модели AI сегодня уже являются неотъемлемой частью CRM, "персональных помощников" и ERP-систем. Эти задачи очень сложны и требуют точной оценки данных и возможности принятия решений. Кроме того, решения необходимо принимать с учетом широкого спектра факторов и тысяч терабайт данных. Например, система управления закупками на основе AI будет оценивать такие факторы, как прошлые записи о закупках материалов, часы работы поставщиков, время, затрачиваемое на доставку материалов от каждого поставщика, комбинацию маршрутов и другие факторы. Модели, используемые в такой системе, постоянно "учатся" и совершенствуются с течением времени. Таким образом, процесс принятия решений и анализа данных улучшается так же, как человек улучшается с опытом.

По материалам Robotiq.com, Forbes, AlanTuring.net, Singularity Hub, Intellspot.