Космос и мы - 6

bigdrum — 20.04.2025

Вот тут вот и вот тут вот у alex_rozoff были подняты интересные и взаимосвязанные вопросы. Вопрос первый - "космос-да или космос-нет?". Вопрос второй - ключевой способ формирования космических экипажей. В более развернутом смысле - способ освоения космического пространства человечеством.

Предыдущее: 1, 2, 3, 4, 5.

Будем считать, что с генетическими модификациями мы закончили. Романтический флер остался в сопливом детстве нашего ума, а вполне реальные и практически значимые задачи ясны, и могут разрабатываться уже сегодня. Переходим к теме "Роботы с продвинутым искусственным интеллектом".

Сегодня, когда нейронные сети развились до вполне себе зримых, но трудно осознаваемых масштабов, когда ИИ встраивается везде куда ни попадя, кажется, что данная идея плодотворна. И перспективна. И да (забегая вперед), она таки плодотворна и перспективна, но совсем не там и не так, как кажется сейчас большинству энтузиастов.

Поясним.



На рисунке книдария - их более 11 тысяч видов. У книдарий самая простая нервная система среди животных. Это диффузная нервная система, и именно у книдарий эта нервная система состоит из минимального числа нервных клеток. Поскольку нервная система очень простая, а нервных клеток мало, книдарии обладают очень малым набором крайне примитивных рефлексов, которые, впрочем, позволяют им успешно жить и преуспевать. Достаточно сказать, что первые книдарии были найдены в слоях возрастом 580 миллионов лет. Динозавры в два с лишним раза моложе. И где спрашивается, сейчас динозавры - а книдарии тут как тут, купаться курортникам мешают...

Человек обладает самой сложной нервной системой. Ну по крайней мере так мы думаем. И эта система тоже состоит из нейронов. Однако их намного больше. Более того, мозг человека устроен так, что нейроны могут образовывать новые связи между собой, усложняя архитектуру мозга, они в течении жизни могут размножаться, увеличиваясь в количестве, в общем - жизнь бьет ключом, гаечным ключом по голове.

Однако принцип работы нейронов и их строение остаются одними и теми же для человека и для книдарий.

Природа поступает очень экономно и ни разу не креативно - если ей требуется больше ума, она просто делает больше нейронов, не изобретая ничего нового и не гонясь за какими-то особыми качествами. С одной стороны, это выглядит затратно - требуется большая биомасса - с другой, все равно по сравнению с массой мышц эти затраты невелики. Однако с другой стороны - это выглядит экономно. Не имея особого генома для "мыслящих" клеток в сравнении с клетками "которые мыслить еще не умеют", а просто запрограммировав большее их количество, природа экономит на размерах генома. А поскольку геном прячется в каждой клетке человечесского тела, и полностью обрабатывается при пролиферации, и поскольку большой геном легче повредить - экономия с точки зрения "конструкции" мозга приводит к тому, что общие качества организма улучшаются. Уменьшаются затраты на поддержание жизнедеятельности, уменьшается сложность конструкции, в ней меньше РАЗНЫХ деталей - зато больше одинаковых. А то, что процессы мышления требуют большего количества клеток - не так и важно, тем более, что тем самым создается резервирование, в свою очередь повышающее способности к выживанию.

Приведу пример.

Во время работы над атомной бомбой в Лос-Аламосе с одним из зарядов произошло два инцидента, связанных с незапланированным переходом в надкритическое состояние. В обоих случаях погибли люди. Так вот, при опросе живых еще свидетелей те говорили о яркой вспышке, которую они видели. Эта вспышка - не свет от раскаленного материала, как например в лампочке накаливания, а черенковское излучение. Элементарные чатицы, являющиеся продуктами распада, при движении в объеме стоящего на их пути человеческого тела порождали черенковское излучение. Уровень ионизации можете себе предстаить... Так вот - в этих условиях люди сохранили способность действовать, соображать и так далее. Правда - потом некоторые из них умерли.

Это - результат архитектуры человеческого моза, в котором за каждую операцию отвечает не один нейрон, а масса нейронов, и если какие-то из них не способны правильно функционировать, их "неправильное" поведение перебивается массой нейронов, все еще функционируюзщих правильно и в соответствии с... Таким образом, чловеческий мозг может кратковременно функционировать в закритических условиях, может переживать повреждения, кажущиеся невообразимыми - известны случаи, когда через голову человека прошел пучок ускорителя, или когда сквозь голову человека пролетел лом. Случаи, когда человек получает пулю в голову и выживает, никого не удивляют.

Теперь возьмите ваш телефон, снимите крышку, и при включенном питании просто проведите булавкой по плате - ничего не разрушая. И посмотрите на результат...

В современных системах ИИ, несмотря на то, что они стараются быть похожими на человеческий мозг, все равно присутствует специализация. Некоторые части являются критическими и уникальными. Например, в цепи питания процессора задающий генератор импульсного преобразования - один, и у него один выход, и один диод на выходе.

При слишком высоком уровне ионизации (то есть при высокой радиации) происходит электрический пробой, короткое замыкание, и конструкция системы, на базе которой функционирует ИИ, разрушается. Необратимо. Кстати, вот еще одно качество живых организмов - они "чинят" повреждения, затягивают раны и иногда даже отращивают заново утраченные органы...

Вы уже поняли, да?

Начиная с первых фантастических романов, и заканчивая сегодняшней областью практических интересов инженеров, местом работы роботов считаются те места, где человек не выживет. Экстремальные холод и жара, давление, агрессивные среды и сильные радиационные поля - все это есть в космосе. В количестве и качестве.

Однако в отличие от человека, современные системы, для достижения максимальной эффективности сильно специализированные по конструкции, с низким уровнем резервирования компонент и чувствительные как к температурам (особенности функционирования полупроводников), так и к радиации (короткое замыкание), неспособные восстанавливать свою работоспособность после крупного сбоя, обладают вовсе не такими красивыми свойствами, какими они описаны в романах. Скажем так - живучесть электроники вообще и систем с искусственным интеллектом в частности, в условиях космоса в романах СИЛЬНО преувеличена.

Даже такие простые системы, как ПЗС-матрицы, в настолько льготных условиях, как на МКС, после определенного периода эксплуатации дают "снег" - то есть в матрице появляются битые пиксели. Сбои электроники спутников случаются вполне себе регулярно. И при этом мы должны понимать, что сегодня на спутниках не используется ИИ (пока что ставятся первые эксперименты), электроника сильно проще, чем надо для ИИ, и самое главное - использованы специализированные радиационно-стойкие микросхемы...

То есть в условиях, которые давно не представляют ничего особенного для человека, электронику все же периодически глючит.

Иными словами, пока что выносливость сложной аппаратуры к условиям длительного космического полета не является удовлетворительной, и потому сегодня ИИ как самостоятельный агент космических исследований выглядит перспективным, но проблематичным. Да, электроника развивается, и рано или поздно мы достигнем того уровня надежности, когда по крайней мере, не будем терять аппараты из-за единичных сбоев в критически важных частях аппаратуры.

Еще одним фактором является понимание и контроль действий автоматики. Возьмем автоматическую стыковку. Операция в принципе несложная, хоть и очень ответственная. Логика операции чисто линейная - никакого ИИ здесь не надо, и собственно говоря, он и не используется. И периодически при таких операциях возникают сбои - редко, но возникают. Так вот.

В линейной логике автоматической стыковки, если возникает сбой и что-то идет не так, человек-оператор, контролирующий операцию, видит, что что-то идет не так, понимает, что именно идет не так и может перехватить управление, перейдя в ручной режим, и исполнив ручную стыковку. Вспомним проект Вызов, когда автоматическая стыковка не сработала - они прекрасно состыковались вручную.



Еще раз - речь идет о простой операции, для которой предусмотрен резерв в виде человека-оператора (командира КК).

Использование ИИ для такой операции является избыточным. ИИ в космосе предполагается для других операций - гораздо более сложных, далеко не таких интуитивно-понятных, более того, если мы говорим о задачах исследования и освоения планет - в условиях сочетания высокой ответственности (цены ошибки) операции и ее непредсказуемости (ситуационной зависимости). Задачи исследования вообще нельзя проконтролировать. Мы не можем сказать, сидя на Земле, действительно там нет ничего интересного, или это ИИ внезапно втупил. Поэтому, пока не обеспечен необходимый уровень надежности и необходимый контроль этой самой надежности ИИ, такие исследования и действия могут представлять из себя комбинацию наших ожиданий и шизофренического поведения оного ИИ.

Если на Земле, работая на надежной серверном оборудовании в комфортных условиях с возможностью проверки результатов ИИ может показывать выдающиеся результаты - то в далеком космосе это превращается в непонятно что.

Понятно, что техника развивается, инженеры не дураки, и рано или поздно что-то эдакое придумают, что обеспечит надежность хотя бы на уровне человеческой. И вот тогда, действительно, ИИ-системы смогут реально оказаться козырем человечества при решении определенных задач в космосе. Давайте подумаем, какие это могут быть задачи...

Прежде всего, человеку нужно спать, а ИИ - нет. Человек устает, в том числе у него внимание устает, а у ИИ такое явление (пока во всяком случае) отсутствует, насколько мне известно. Человеку неинтересно решать монотонные повторяющиеся задачи, в то время как ИИ как раз эту работу делает лучше всего. Человек оперирует относительно небольшим объемом информации в единицу времени, ИИ может пользоваться большим массивом данных. Наконец, человек ориентирован на приблизительные и качественные оценки, в то время как ИИ - на точные и количественные.

И вот мы уже видим партнерство.

Однажды Луноход заехал в кратер и только чудом из него выбрался. Какой-то из марсоходов таки застрял в песках. Все это произошло потому, что оператор не мог контролировать процесс движения с нужной оперативностью, а также потому что он мог отвлечься или что-то упустить. Если бы марсоходом управлял ИИ, который умеет водить - то можно было бы просто показать ему конечную точку маршрута, и идти пить кофе. Без устали, с максимальной дотошностью, ИИ исследовал бы маршрут движения, проверил бы качество поверхности, если был обучен - проверил бы на возможность оползней и лавин, объехал бы камни по дороге, и бодро отрапортовал бы в конце - задача выполнена. Или, обнаружив непреодолимое препятствие, например сыпучий грунт с низким уровнем сцепления на крутом склоне, засыпанную пылью яму и так далее - вернулся бы и спокойно продолжил бы поиск других решений. Задача вождения транспортных средств в условиях иных планет - эта задача может быть возложена на ИИ без вопросов.

Более того, в данном смысле я могу предположить специализированные "дорожные" исследования. Несколько марсоходов с ИИ, связанных тросами и имеющие якоря, передвигаются в связке, как альпинисты, исследуя те или иные грунты, марщруты и так далее. Грунты на других планетах отличаются от земных, и требуются специализированные навыки и знания - и такие связки могут проводить исследования, накапливать навыки и формировать базу знаний для исследовательских планетоходов, переливая им полученный опыт, пригодный к употреблению. Возможно, человек никогда не сможет научиться управлять транспортным средством на другой планете так, как ИИ - просто потому, что для ИИ это будет вся жизнь, а человек как бы занят этим делом от случая к случаю.

Системы с ИИ, снабженные ковшами-отвалами и манипуляорами, могут расчищать "шоссе" для быстрого и безопасного передвижения от одной точки на карте к другой, формировать "дорожную разметку" - все это без участия человека. Наконец, сформировав такую инфраструктуру, они могут доставлять грузы, собирать модульные конструкции, вести добычу открытым способом каких-то ресурсов. Все это они могут делать куда эффективнее людей, по причине стабильно высокой внимательности, неукоснительного соблюдения техники безопасности и неутомимости.

Кстати, у Стругацких в повести "Малыш" именно этим занимается робот экспедиции - строит посадочную полосу и здание метеостанции.

Человек в скафандре сильно ограничен в движениях. На самом деле, если вы оденете ватные штаны и ватник,и плотно все это дело застегнете, а на руки оденете толстые перчатки - вы очень-очень отдаленно приблизитесь к тому, что испытывают космонавты во время работы в открытом космосе. Ограниченность в движениях и повышенный расход сил делает работу космонавта в скафандре физически тяжелой. Робот же не стеснен в движениях, и ему двигаться куда легче. Это означает, что он может совершать точные движения, в том числе неудобные для человека (например, ходить, поднимая колени к подбородку), неограниченно долго. Робот может иметь камеры, установленные под коленными суставами - и это значит, что он всегда будет видеть, куда ставит ногу, при этом другими камерами, установленными "на голове", он сможет свободно обозревать местность. То есть - в труднопроходимой и сложнодоступной местности такой робот никогда не споткнется. В отличие от какого-то американского астронавта, который споткнулся на ровном месте. Наконец, робот может активно пользоваться зумом, чего у человека вообще нет. То есть, он может прямо в процессе ходьбы "в бинокль" рассматривать разные далекие предметы.

В процессе исследования планеты робот может запоминать для позднейшего исследования различные формы (камни, дюны), классифицировать и картографировать их. Последовательно, класс за классом, он может их анализировать, в результате чего он накопит опыт идентификации образцов по их внешнему виду и превратится в настоящего геолога. Это позволит ему в россыпи каменй быстро определять новые уникальные образцы, мимо которых человек прошел бы, не задумываясь.

Наконец, робот может выполнять тонкие операции, поскольку он может иметь манипуляторы для тонкой работы. Человек же ограничен перчатками в скафандре. И эти операции он может выполнять непрерывно, круглосуточно, неутомимо, без потери качества и отступления, например, от регламента работ (если дело касается обслуживания оборудования).

Так что на самом деле мы видим, что простор для использования роботизированных комплексов с ИИ во Внеземелье есть, и он огромный. Роботы в сочетании с ИИ существенно и на данном этапе развития человека безальтернативно расширяют возможности человека в космосе.

И наконец, существует еще одна немаловажная особенность роботов с ИИ. Они могут записывать информацию, и передавать ее для последующей обработки. А это значит, что робот действует на другой планете, передает видеозапись того, что видит, на базу или Землю, а там значительно более мощный ИИ, или оператор, или оба вместе, анализирует увиденное и намечают цели для более близкого знакомства а дальнейшем. Эта особенность - повторное использование накопленной информации - для человека-космонавта вообще недоступна, а в случае с ИИ это нечто само собой разумеющееся...

Какой отсюда вывод?

Отсюда такой вывод, что ИИ в космосе КАЧЕСТВЕННО расширяет возможности по исследованию, освоению, тем самым делая космическую экспансию практически осуществимой - необходимо лишь решить проблемы с надежностью самого ИИ. Чтобы не было так, чтобы роботы сходили с ума...

У меня все поплыло перед глазами. Киберы были здесь у корабля. Они толпились у грузового люка, все трое, легонько отталкивая друг друга, как будто каждый пытался первым попасть в трюм. Это было невозможно, это было страшно. Они словно стремились поскорее спрятаться в трюме, укрыться от чего-то, спастись… Известно такое явление второй природы — взбесившийся робот, оно бывает очень редко, а о взбесившемся строительном роботе я не слышал никогда. Однако нервы у меня были так взвинчены, что сейчас я был готов к этому. Но ничего не произошло. Заметив меня, Том перестал ерзать и включил сигнал "жду указаний". Я решительно показал ему руками: "Вернуться на место, продолжать выполнение программы". Том послушно включил задний ход, развернулся и покатил обратно на площадку. Джек и Рекс, естественно, последовали за ним. А я все стоял возле люка, в горле у меня пересохло, колени ослабели, и мне очень хотелось присесть.

И кстати, в данном эпизоде мы видим еще одну интересную возможность - кооперацию роботов в коллективы (товарищи коммунисты, хоть сюда не лезьте со своей агитацией!). Объединение нескольких машин в единые бригады, которые на уровне базовой модели поведения имеют кооперацию при выполнении задач. В таком случае возможности роботов расширяются неимоверно - они могут и сообща выполнять одно действие, требующее суммарных усилий, и параллельно выполнять более простые действия, ускоряя работы. Люди тоже умеют кооперироваться в бригады, однако роботы и поодиночке лучше человека, а уж в бригадном взаимодействии они точно не имеют ему равных - хотя бы по той причине, что как было сказано, человек ориентирован на качественные решения при невысокой точности оценок и решений, а роботы могут быть точны, то есть - их совместная работа будет иметь большую эффективность как на единицу времени, так и на затраченный энергетический ресурс...

Однако при всем при этом, ИИ современного уровня развития, я считаю, никогда не сможет заменить человека полностью. Сэмулировать - да, симулировать - да, но не заменить. И вот почему. Глядя на переворачивающуюся гайку-барашек в эффекте Джанибекова, робот просто произвел бы численное моделирование, и установил бы, что ничего интересного не происходит. Нужно быть человеком, чтобы увидеть в поведении вращающейся гайки-барашка в невесомости что-то новое...

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив