Predictive processes for intelligent behaviours, sensory enhancement and subjective experiences in robots

Projektbeschreibung

Anpassungsfähige Roboter mit einem eigenen Bewusstsein

Im Fokus der Robotik stehen zunehmend Systeme mit autonomer Anpassungs- und Lernfähigkeit, die mit Menschen vorhersehbar und intuitiv interagieren können. Diese Technologien hängen derzeit von der eindeutigen Konstruktion von Robotern unter Verwendung vorgefertigter Modelle ab. Damit die Roboter selbständig werden und diese sich schnell an Situationen anpassen können, die ihre Schöpfer nicht vorhergesehen haben, ist es entscheidend, dass sie lernen, die sensorischen Auswirkungen beabsichtigter Aktionen vorherzusehen. Das EU-finanzierte Projekt Predictive Robots geht diese Herausforderung durch die Entwicklung von Techniken für von Neugier getriebenen Verhaltensweisen, die typisch für die Entwicklung bei Kleinkindern sind, an. Das an humanoiden Robotern und Meeresdrohnen durchgeführte Projekt strebt zudem die Schaffung einer künstlichen Intelligenz mit Wahrnehmungsfähigkeiten und subjektivem Empfinden an.

Ziel

Current robot technologies are still not enough autonomous and adaptive to safely and intuitively interact with people. Nowadays, artificial systems mostly rely on pre-engineered models of the world and of their embodiment. Defining such models a-priori can be very challenging and may result in robots lacking the capability to react to situations that are not foreseen by their designers. The forthcoming societal needs and economic opportunities for robotics require smarter, more adaptive and self-aware artificial systems. This project addresses this challenge by developing new methods: (1) for the autonomous acquisition of models of the robot’s body inspired on infant development, where online deep learning techniques are integrated within curiosity-driven exploration strategies for high-dimensional task spaces; (2) for the enhancement of robots’ perceptual skills based on predictive processes, such as visual input enhancement through the attenuation of expected perceptions of self-body movements; (3) for studying possibilities of an artificial Self and of providing subjective experiences to robots. The core of the proposed research lays on predictive models learned through exploration behaviours typical of infants’ development. Predictive robots will be capable of anticipating sensory consequences of intended actions. This research has a broad range of applications - such as low-cost improvement of current sensing technologies - and can advance the understanding of brain processes behind particular phenomena - such as the sense of object permanence, memory, self-awareness and sense of agency - beside providing insights for their implementation into artificial systems. The research project will be conducted on humanoid robots and marine drones at the BioRobotics Institute of the Scuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant'Anna in Pisa, Italy.