Jindřiška Deckerová: Plně samostatné roboty ještě nemáme — ale je důvod k jiným obavám

Roboti vedení umělou inteligencí budou brzy hrát důležitou roli v logistice, rekonstrukci historických památek i při humanitární pomoci. Výzkumnice Jindřiška Deckerová se zamýšlí nad etickými otázkami robotiky a sdílí své zkušenosti i úspěchy v akademické sféře.

Jindřiška Deckerová

V rámci svého studia spojujete robotiku a umělou inteligenci. Čím je toto spojení specifické?

AI je velmi široký obor, do kterého se vejde spousta okrajových zaměření. Umělá inteligence a robotika je tedy jen takový malý průnik, který se zabývá inteligentními roboty. Ti jsou schopni vnímat své okolí a rozhodovat se na základě sebraných informací. Většina má v sobě třeba neuronovou síť, která pozná, že robot právě vstoupil na trávu, a rozhodne, kam by měl jít dál. Právě na tohle vnímání vnějšího světa a rozhodování se v robotice využívá umělá inteligence jako například počítačové vidění či jiné analytické algoritmy. Výhodou pak je, že se všechny algoritmy nemusejí spouštět a testovat jen na jediném robotovi – většinou se dají použít na různých platformách a k různým účelům.

To byla jedna z mých otázek, jestli může existovat robot bez umělé inteligence a naopak.

Určitě. Existují roboti naprogramovaní jen na jednu činnost. Tam nejde o umělou inteligenci. Také jsou roboti ovládaní lidmi s minimálním využitím umělé inteligence.

A v rámci oboru existují i algoritmy, které k fungování robotickou formu nepotřebují. Na principech umělé inteligence fungují například programy, které vás porazí v šachu či rozpoznají vaši tvář na video záznamech bezpečnostních kamer v pražském metru. I mezi těmito rozmanitými podobory existuje jistý průnik, ale mnohdy není tak velký.

Jaká je náplň vaší práce s umělou inteligencí?

Ve svém výzkumu se věnuji řešení spojitých směrovacích problémů. To jsou problémy, které jsou motivovány robotickými plánovacími úlohami – například sběr dat, mapování památek nebo skenování objektů. Společné pro tyto problémy je plánování optimálních cest navštěvujících více míst, které se dá formulovat jako „Problém obchodního cestujícího“ (TSP). Teoreticky vyřešením tohoto oblíbeného kombinatorického problému získáme řešení našeho robotického problému.

Co je v rámci těchto problémů největším oříškem?

Problémy, které řeším, nejsou vůbec jednoduché. Robotické úlohy většinou vyžadují složitější formulace problému, které jsou spojité. Například pokud sbíráme data od uživatelů bezdrátovými prostředky, nemusíme navštívit přímo toho uživatele, ale stačí se přiblížit do určitě vzdálenosti. Tím zkrátíme optimální cestu, ale zároveň musíme kromě kombinatorického TSP řešit i spojitou úlohu: jaký je nejlepší bod navštívení okruhu toho zákazníka.

Tyto komplikovanější problémy řeším už od bakaláře. V bakalářské práci jsem vybírala nejzajímavější lokace pomocí takzvané artificial neural network. V tématu jsem pokračovala v diplomové práci, kde jsem spojité problémy obchodního cestujícího řešila heuristicky a pomocích tzv. přesných metod.  

A jak moje práce vypadá? Většinou jde o nějaký problém, který se snažím vyřešit pomocí různých algoritmů – často těch, které jsme už třeba použili na něco jiného, ale leckdy i úplně nových. Úspěšná řešení pak publikuji. Mám také možnost dělat i různé experimenty, třeba na kráčejícím robotu s ramenem.

Jindřiška Deckerová
V robotických laboratořích ČVUT mohou výzkumníci testovat své algoritmy na různých robotických modelech.

Určila jste si nějaký konkrétní cíl svého výzkumu?

Cíle vždy záleží na přístupu, jak zdůrazňuje náš vedoucí profesor Faigl. Jeden možný přístup je vědecký a jeden inženýrský: oba jsou poměrně odlišné. V rámci inženýrského přístupu je vždy co vylepšovat – zrychlit, zefektivnit, vylepšit. Zato vědecký přístup je spíš o snaze aplikovat fungující systém i na něco jiného, problém podrobněji nastudovat a lépe pochopit. Problémy jde většinou řešit oběma přístupy nebo je i do jisté míry kombinovat. A můj osobní cíl se často dynamicky mění. Mám rozdělaných několik věcí, které se střídají v prioritě.

V prosinci jste jako první žena vyhrála soutěž IT Spy o nejlepší technickou diplomku. Jak soutěž probíhala?

IT Spy je každoroční ocenění diplomových prací s technickou tématikou, které se konalo už po dvanácté – a kvůli pandemické situaci probíhalo online. Každý rok se z fakult vybírá několik diplomových prací, které čte a hodnotí odborná porota devatenácti akademiků a průmyslových expertů. Ti pak vyberou užší okruh finalistů.

Moje diplomová práce „Zobecněné směrovací problémy se spojitým okolím“  se věnovala algoritmu pro hledání optimální cesty. Práce a problémy, na které se soustředí, jsou motivované autonomními drony a roboty, kteří se mohou používat například při skenování interiérů budov a focení objektů. Se svou diplomovou prací jsem se dostala do finále IT Spy a soutěž nakonec i vyhrála – myslím, že jsem zaujala hlavně optimálním přístupem, který při řešení podobných problémů není obvyklý. 

Využívají se už tato vědecká řešení v praxi?

Můj výzkum se dá aplikovat právě při mapování památek pomocí dronů (tuto aplikaci dělá například skupina Multi-Robot Systems a používá se i v zahraničí). Obecně je poslední dobou hodně populární využití dronů a robotů v zemědělství. Často se také používají autonomní drony při dodávání zdravotnických potřeb do oblastí, které jsou lidem či jiným strojům nepřístupné. Drony se takto zkouší třeba v Africe. Právě v podobných případech je dobré zajistit, aby jeden dron nemusel zbytečně navštívit dvě místa a aby více dronů spolupracovalo co nejefektivněji.

Související

prg.ai newsletter #22: Od autonomních dronů k aerotaxi

Existují už roboti, které byste označila za rozumné?

Záleží na definici rozumu. Většina výzkumníků se ale zabývá roboty, kteří dokážou zpracovávat vnější vjemy a naučit se rozhodovat podle toho, jak jsou naprogramovaní. Inteligentní roboti existují, ale jestli se pod pojmem „rozumní“ skrývají příklady z populárních filmů jako byl Já, robot nebo Stopařův průvodce po galaxii, tak ty ještě nemáme. Ale blížíme se – třeba na japonských veletrzích technologií prezentují roboty, kteří jsou opravdu blízko. Zcela samostatně fungujících robotů se trochu bojím. Jako badatelka vím, že tam ještě nejsme, tak je to zatím dobré, ale technologie se vyvíjí rychle.

Má váš obor nějaká jasně daná etická stanoviska, co se podobných témat týče?

Hlavní zásadou programátorů a vědců je zákaz plagiátorství. Člověk se musí naučit pořádně citovat zdroje. V rámci robotiky pak existuje princip, že „stvořitel“ by měl být zodpovědný za svůj vynález – je to trochu z Frankensteina. Zákon robotiky například udává, že robot neublíží člověku. A zároveň existuje i odvětví takzvaných robotích práv, které se zasazuje o to, aby roboti měli vlastní právní ochranu. Názorů je spoustu. Já věřím v hlavní etickou zásadu: robotika a umělá inteligence by se neměla použít proti lidstvu. Naopak, technologie by měly lidem pomáhat. Dají se ale i zneužít – třeba počítačové vidění a rozpoznávání obličejů při sledování obyvatel je hodně na hraně etiky. Možná už za ní.

Jaká práva by měli roboti podle vás mít?

Jde o podobné dilema jako v rámci debaty o testování na zvířatech a testování na lidech. Každý to vnímá trochu jinak.

Do jakého výzkumu byste osobně nešla kvůli etice?

Všechno se dá zvrhnout. I dobře míněný robotický výzkum se dá při dostatečném úsilí využít neeticky. Ale na druhé straně má potenciál pomáhat třeba záchranářům, kteří robota pošlou tam, kam by bylo nebezpečné posílat lidi. Osobně bych se bála výzkumu ve zdravotnictví. Třeba programovat robotická ramena, aby dokázala vyoperovat slepé střevo. To je děsně zodpovědné, stačí milimetr mimo a může to mít fatální následky. Netroufla bych si třeba navrhovat roboty, kteří by sloužili jako policisté nebo psychologové. Pořád existují aktivity, které by podle mě měli dělat lidé.

Jindřiška Deckerová
Jindřiška Deckerová prezentovala svou výzkumnou práci o směrovacích problémech se spojitým okolím.

Co vás motivovalo ke studiu umělé inteligence? Byli to právě roboti z knížek a filmů, které jste zmínila?

Já jsem se k umělé inteligenci dostala vlastně náhodou, když jsem potřebovala téma bakalářské práce. Pan profesor Faigl mě učil programování už v rámci bakalářského studia a znovu jsem na něj narazila na veletrhu, kde různé laboratoře prezentovaly možná témata pro bakalářské a diplomové práce. Naše laboratoř předváděla kráčející roboty a bezpilotní křídla. Ti roboti se tak hezky pohybovali, až jsem si řekla, že to zkusím. A tak se ze mě stal „robotik teoretik“, protože jsem se spíše věnovala teoretickému řešení problémů a méně těm aplikacím. A musím říct, že ve vědě a výzkumu jsem se našla. Opravdu mě to baví.

Vidíte mezi českými studenty zájem o studium umělé inteligence?

Rozhodně ano, protože teď je umělá inteligence všude a hodně lidí se o ni zajímá, což je super. Pod umělou inteligencí se skrývá víc než jen roboti a různé neuronové sítě – je to také počítačové vidění, kde je potřeba hodně matematiky. Každý si najde něco svého. Znám i spoustu lidí, co mají raději praktičtější software, kde se umělá inteligence dá také využít. Možností je spousta.

Co všechno vám studium na ČVUT umožňuje?

Mám vystudovaný program Otevřená informatika na Fakultě elektrotechnické a už jako bakaláře se nás snažili naučit myslet. Nebylo to o tom, že se naučíme používat nějakou aktuálně populární technologii, ale i jak řešit různé problémy. Studium také zahrnovalo hodně teorie. Za největší výhodu, kterou Otevřená informatika i FEL nabízí, považuji možnost studovat cokoli, nebýt zaměřený jen na jeden obor – i když to může být administrativně komplikované. Dobrým příkladem je třeba prg.ai Minor nebo široká nabídka volitelných předmětů v rámci Otevřené informatiky. Studenti mají možnost pokračovat ve vědecké kariéře i díky šikovné návaznosti bakaláře na magisterské až doktorské studium. Zároveň je na FELu možnost pracovat ve výzkumu už v rámci bakalářského studia. Studenty zapojujeme nejen v naší laboratoři výpočetní robotiky, ale v celém centru umělé inteligence, jehož jsme součástí. Lidé si tak mají možnost vyzkoušet základní výzkum, od prvního čtení článků až po experiment, zpracování výsledků a psaní vlastních publikovatelných článků. A podle mě to studenty buď odradí, nebo nadchne.

Jak se na ČVUT cítíte jako žena výzkumnice?

U nás na ČVUTu procentní zastoupení žen roste – pomalu, ale jistě. Například Otevřená informatika zahrnuje obory, kde už je ženské zastoupení mnohem výraznější. Zdaleka to není ten tradiční pánský klub jako dříve. Nemám pocit, že bych byla nějak znevýhodněná, ale ani zvýhodněná. Kolegům i ostatním studentům záleží spíš na tom, jestli oboru rozumím a mám pro něj zápal.

Co se vám líbí na akademickém prostředí?

Akademie mi dává možnost neustále se vzdělávat. Ne že by o tom vždy svědčily moje známky, ale odjakživa mě bavilo učit se nové věci. Akademie mi tuto moji zvídavost umožňuje uplatnit. Kromě toho tu existuje i spousta možností k dalšímu vývoji – osobnostně i kariérně. Člověk nemusí dělat jenom výzkum, může také učit nebo pokračovat ve studiu dál – stát se docentem, profesorem. Zdá se mi, že v soukromém sektoru víc záleží na tom, kde člověk pracuje. Většina zaměstnanců nemá takovou volnost rozvíjet vlastní nápady, musí pracovat na zadaných úkolech. Kdežto ve škole jsem si jednoduše vymyslela vlastní projekt, který mě zajímal, a dostala jsem možnost ho realizovat. Přijde mi, že soukromý sektor je v tomto ohledu pomalejší, ale má samozřejmě taky spoustu výhod. Přesto – pokud bych neměla vlastní firmu – bych do něj asi nešla.

Jakým směrem se chcete v akademii dále rozvíjet?

Mě baví věda, i přes občasná špatná období. Zároveň mě baví učit, získávat informace a předávat je ostatním. Nekasám se, že jsem v tom výtečná, ale podle studentské ankety to snad tak hrozné není. I v mém výzkumu je pořád co zlepšovat – za poslední čtyři roky jsem ušla dlouhý kus cesty, co se týče chápání problémů a jejich řešení. Nicméně pořád je co rozvíjet, a proto pokračuji na doktorátu.