S rozvojom techniky a matematic­kých vied prišla aj možnosť zo­strojiť mechanizmy, ktoré by pre­javovali určitú inteligenciu. Už v 18. storočí bratislavský rodák W. Kempelen prišiel s myšlienkou zostrojiť šachový auto­mat. V roku 1843 J. M. Petzval ako prvý po­užil pojem mysliaci stroj, ktorý mal byť za­ložený na matematických základoch. V roku 1947 napísal Alan Turing významnú esej na tému mysliaci stroj a k tomuto obdobiu sa vzťahujú aj začiatky umelej inteligencie ako vednej disciplíny. Umelá inteligencia je teda stará len čosi vyše pol storočia. Svoje základy však postavila na matematickej logike, kto­rou sa zaoberal napríklad už Aristoteles.

Cieľ: Inteligentný agent

Cieľom umelej inteligencie je zostrojiť inte­ligentné objekty a porozumieť im. Pre tie­to objekty sa zvykne používať pojem agent. Inteligentný agent dokáže uvažovať ale­bo správať sa rozumne. Dá sa tiež povedať, že inteligentný agent dokáže uvažovať, ale­bo správať sa ako človek. V tomto prípade možno na posúdenie dosiahnutej inteligen­cie použiť Turingov test: Skúšajúca osoba ko­munikuje cez vhodné rozhranie (napríklad počítačový terminál) so skúšaným agentom. Ak táto osoba nerozpozná, kedy komunikuje s človekom a kedy s inteligentným agentom, tento agent vyhovel testu.

V umelej inteligencii sa používajú pojmy ako uvažovanie alebo myslenie, nikdy však ne­predstavujú taký proces, aký sa odohráva v ľudskej mysli. Človek používa na uvažova­nie mozog, kým inteligentné agenty využíva­jú výpočtové procesy v počítačoch. Súčasné počítače majú stále veľmi obmedzené mož­nosti v porovnaní s ľudským mozgom, a pre­to aj prístupy umelej inteligencie sú odlišné a zvyčajne omnoho jednoduchšie ako tie, ktoré sa odohrávajú v ľudskej mysli.

Jednoduché algoritmy dokáže počítač efek­tívne spracovať, a preto sa mnohé riešenia, vyvinuté v rámci umelej inteligencie, už viac ako desať rokov využívajú v rôznych zaria­deniach bežnej spotreby. Automobilové na­vigačné prístroje napríklad využívajú rôzne varianty Dijkstrovho algoritmu hľadania naj­kratšej alebo najrýchlejšej cesty. Inteligentné vysávače tiež využívajú algoritmy prehľadáva­nia priestoru a niektoré majú aj jednoduché modely plánovania činnosti. Automatické práčky využívajú takzvanú fuzzy logiku (ne­ostrú logiku) na odhadnutie optimálneho množstva vody pre zvolený prací program a vložené množstvo bielizne. Umelé neuró­nové siete dokážu rozpoznať a utlmiť neprí­jemný šum v mobiloch, ale vedia aj efektívne rozposielať údaje po internetovej sieti.

Náročnejšie prístupy, ako plánovanie činnos­tí, strojové učenie sa, strojové vnímanie, spra­covanie prirodzenej reči či spracovanie zna­lostí, sa zatiaľ využívajú len ako počítačové aplikácie alebo pri tvorbe inteligentných ro­botov. A práve možnosti využitia fyzických alebo virtuálnych robotov podnietili rozšíre­nie obsahu umelej inteligencie, ktorá sa už nezaoberá len inteligenciou jedinca, ale aj in­teligenciou kolektívu. Bol definovaný multia­gentový systém, v rámci ktorého sa skúma a navrhuje správanie sa spolupracujúcich či súperiacich agentov.

Poznať správanie v skupine

Poznať správanie sa agentov v skupine je veľ­mi dôležité pre budúcnosť inteligentnej ro­botiky. Roboty sa budú pohybovať medzi ľuďmi a budú musieť správne reagovať na všetky vzniknuté situácie. Úplne bežnou situ­áciou je prechádzanie viacerých agentov cez dvere. Je to príklad súperenia o nejaký zdroj – v tomto prípade o priestor. Treba zabezpečiť nielen to, aby si agenty dali navzájom pred­nosť, ale aj to, aby si nedávali prednosť do­nekonečna a aby cez tie dvere vôbec prešli.

Na riešenie tohto typu úloh existujú naprí­klad vhodné spôsoby komunikácie. Človeku sa však rozhodne nebude chcieť rozprávať o svojich zámeroch zakaždým, keď sa tret­ne s nejakým robotom. Preto sa vyvíjajú po­stupy, ako môže inteligentný agent odhad­núť správanie sa iného agenta. Základom týchto postupov je vytvorenie modelu sprá­vania sa ostatných agentov. Inteligentný agent pritom uvažuje podobne, ako by uvažoval človek: „Ako by som sa na mieste toho druhého správal ja, keby som mal jeho schopnosti a sledoval jeho ciele?“

Vývoj agentov alebo priamo robotov s ta­kýmto komplexným spôsobom uvažova­nia je však veľmi náročný a táto náročnosť exponenciálne stúpa so zložitosťou okolité­ho prostredia. Preto sa dnes problémy riešia hlavne tam, kde je toto prostredie relatívne jednoduché a dobre definované.

RoboCup nie je len hra

Najzaujímavejšie problémy, ktoré rieši aj naj­viac ľudí, sú definované ako hra. V tomto prí­pade ako kolektívna hra – napríklad futbal. V roku 1998 vznikla medzinárodná iniciatí­va RoboCup, ktorá si dala za cieľ do polovi­ce tohto storočia vytvoriť také humanoidné roboty, ktoré zvíťazia nad aktuálne najlepším ľudským mužstvom. Každý rok usporadúva­jú medzinárodný turnaj a existujú aj viaceré regionálne turnaje, kde sa porovnávajú do­siahnuté výsledky. Cieľ RoboCupu je veľmi ambiciózny a je zrejmé, že sa nedá dosiahnuť naraz. Preto boli vytvorené rôzne futbalové ligy, z ktorých každá má vlastné ciele.

Najprv vznikla liga malých robotov – do 15 centimetrov. Tieto roboty majú centrál­ne spracovanie obrazu a dostávajú opis celej scény. Hlavnou úlohou tejto ligy je vývoj ma­lých senzorov a efektorov. Pre roboty sa vyví­ja aj stratégia hry, ale to je len súbežná úloha, aby sa dali hrať turnaje.

Takmer súčasne s ligou malých robotov vznikla aj liga stredných robotov. Jej pri­márnym cieľom je rozvoj väčších efektorov a individuálne spracovanie obrazu. Ďalšia liga je simulačná, kde sa namiesto fyzic­kých robotov používajú roboty virtuálne – počítačové programy. Prvá verzia tejto ligy, podobná počítačovým hrám, s takmer ideálnymi hráčmi, bola definovaná v dvoj­rozmernom priestore. Rozdiel oproti počí­tačovej hre bol práve v tom, že každý hráč videl hru z vlastného pohľadu a musel sa v každom okamihu rozhodovať úplne sa­mostatne. Hlavným cieľom tejto ligy bolo vypracovanie efektívnej stratégie hry, keď­že nebolo potrebné trápiť sa so senzormi a efektormi. Podľa hodnotení medzinárod­ného turnaja z roku 2009 mali títo virtuál­ni hráči lepšie prepracované stratégie, než väčšina ľudských hráčov.

Neskôr vznikli ligy štvornohých a humanoid­ných hráčov. Tieto ligy sa už zaoberajú aj vy­tváraním komplexných pohybov a stabilitou robotov. Zároveň preberajú z ostatných líg to najlepšie, čo sa tam dosiahlo. Humanoidné roboty sú však stále drahé, drahšie než bežný osobný automobil, a preto bola pridaná ďal­šia simulačná liga – trojrozmerná. Pracuje sa tam so štandardizovaným modelom robota na virtuálnom ihrisku.

Iniciatíva RoboCup však nezabúda ani na vy­užitie výsledkov dosiahnutých v iných ob­lastiach. Vznikol RoboCup Rescue – roboty záchranári, ktoré majú tiež viacero líg, za­meraných na orientáciu v ruinách, prelieza­nie prekážok a plánovanie záchranárskych činností. RoboCup@Home sa venuje vyu­žitiu robotov v domácnosti, najmä pre ľudí s postihnutím. Nezabúda sa ani na mládež – RoboCup Junior má ligy futbal, tanec a zá­chranári. Liga tanec je orientovaná hlavne na realizáciu robotov, ktoré si udržia stabilitu aj pri veľmi dynamických pohyboch.

Zapojené sú i slovenské školy

Na Slovensku sa iniciatíve RoboCup venujú najmä študenti stredných škôl a univerzít. Na stredných školách pracujú v kategórii Junior a dosiahli aj niekoľko medzinárodných úspe­chov. Univerzity sa zapájajú dve. V Centre pre inteligentné technológie Technickej univer­zity Košice majú viacero robotov Nao, kto­ré patria do štandardizovanej humanoidnej ligy. Na Fakulte informatiky a informačných technológií Slovenskej technickej univerzity v Bratislave sa už viac ako desať rokov venu­jú simulačným ligám a každoročne uspora­dúvajú regionálny turnaj RoboCup. Vytvorili tu aj alternatívne simulačné prostredia pre hokej a futsal. Študenti využívajú získané ve­domosti a zručnosti vo viacerých odborných predmetoch a niekoľkí absolventi sa v praxi ďalej venujú vývoju inteligentných systémov.

TEXT/FOTO: Ivan Kapustík