Eddie och hans värld

Per-Erik och Eddie delar rum på Institutionen för systemteknik. Eddie gör inte mycket väsen av sig. Bara när rumskompisen skriver en fråga på datorn svarar han korthugget med sin djupa basröst. (2010-01-07)

Per-Erik Forssén forskar om datorseende. Eddie är hans robot, med två vidvinkelkameror som ögon och tre högtalare som stämband. Tack vare ett par elmotorer i nacken kan han panorera och nicka.

Men det viktigaste finns i pc:n på skrivbordet: programmet som är Eddies hjärna.

- Målet med vår forskning är att kunna kommunicera på ett naturligt sätt med en seende robot, säger Per-Erik Forssén.

Jämfört med de japanska humanoider som brukar figurera i medierna ser Eddie inte mycket ut för världen. Men medan deras förmågor – som att kunna spela fotboll - bygger på programmering med hårda villkor, kan Eddie med sitt synsinne lära sig ständigt nya saker i ett interaktivt samspel med sin handledare.

Forskningen går ut på att Eddie ska förstå sin omgivning. På liknande sätt som ett litet barn som börjar orientera sig i sin värld undersöker han en sak i taget: en leksaksbil, en burk joltcola, en nallebjörn. En viktig del i inlärningen är att känna igen föremålen i alla tänkbara perspektiv. En polisbil är en polisbil både framifrån och bakifrån. Detta lär sig Eddie genom objektpermanens: saker som befinner sig på en viss plats i omvärlden är desamma även om de ser annorlunda ut från olika synvinklar.

- Jag är intresserad av de allmänna principerna bakom seendet som process, egentligen inte att bygga nya och mer avancerade robotar. Eddie får hänga med som han är men med ny kompetens efterhand. Det vi utvecklar ska sedan kunna flyttas över till humanoider, till exempel assistenter åt handikappade eller autistiska barn, säger Per-Erik Forssén.

Kontakten med andra människor kan vara jobbig för barn med autism, eftersom de får alltför många intryck på en gång. Studier har visat att en robot med ett stereotypt beteende kan vara lättare att kommunicera med.

Men för att sådan kommunikation ska fungera naturligt krävs att Eddie förstå tal i stället för endast skrivna frågor. Hans människa ska exempelvis kunna ge honom enkla instruktioner som ”plocka upp pennan från golvet”.

Per-Erik Forssén väcker roboten genom ett kommando via datorn. På en vit bordsskiva står två föremål, polisbilen och joltcola-burken. Ett svagt surrande hörs från elmotorerna i nacken när Eddie systematiskt söker av bordsskivan. Han markerar sakerna och svarar med sin Darth Vader-röst: ”Policecar found, Jolt found”.

- Än så länge är han väldigt specifik, i stället för att generalisera. Man vill att han också ska kunna skilja på kategorier av föremål, till exempel ”drickaburkar” och ”bilar”, säger Forssén.

Nu ska vi ge honom en ny inlärningsuppgift. En kaffemugg placeras bredvid bilen och burken. Han får det skrivna kommandot: ”Find new target”. Nackmotorerna börjar arbeta och efter några sekunder har han fokuserat det nya föremålet, viket markeras på datorns bildskärm. Nästa kommando lyder ”examine target” varpå Eddie svarar ”this object is unknown”. Per-Erik skriver ”mug” och får svaret ”mug found”.

Nu tar vi bort bilen och ber Eddie verifiera objekten. Motorerna arbetar en stund, sedan kommer den syntetiska rösten igen: ”policecar missing, jolt still here, mug still here”.

När roboten söker av sitt område med ”blicken” är det kontraster, färgskillnader och oväntade former den stannar till för. Så fungerar i viss mån också vårt synsinne, men där går processen sekundsnabbt.

- För att snabba upp Eddies seende måste vi skriva mer detaljerade algoritmer. Maximalt kan han kanske bli en tredjedel så snabb som en människa. Det som begränsar är att han hela tiden måste röra på nacken, inte bara ögonen som vi gör, säger Per-Erik Forssén.

Han har också prövat att låta Eddie memorera hans eget ansikte. Det fungerar en dag men kan vara bortglömt morgonen efter. Det beror på att ansikten har så många subtila drag som behövs för att kunna särskilja dem från varandra. I människohjärnan finns ett område som är specialiserat på att känna igen just ansikten, ett helt forskningsområde bara det.

Text och foto: ÅKE HJELM

(2010-01-07)