humanoide Roboter

HaWe · 15.03.2015, 19:43

Man hat bereits das neuronale Netz eines Wurms auf einen Lego-Roboter übertragen. Auf den ersten Blick unterscheidet es sich nicht so sehr von einem Elman- oder Jordan-Netz, nur ist es per Evolution statisch angelegt, nicht lernfähig - funktioniert aber trotzdem genauso (was nicht verwundert, die Struktur, die Verknüpfungen und die Gewichtungen werden halt vererbt):

http://docs.openworm.org/en/latest/resources.html

Bild hier

Aber: es sind nur rund 10 Dutzend Neuronen in dem Wurm.

Das motorisch-sensorische System des Menschen hat sicher > 1 Milliarde Neuronen (mit den synergistischen Zentren vielleicht sogar 10 mal soviele), modulierende Gliazellen noch nicht mal mitgerechnet (das sind sicher noch mal soviele). Es ist ebenfalls in etlichen Bereichen statisch, aber auch in anderen Bereichen stark lernfähig mit sich dabei ständig neu entwickelnden polysynaptischen Verbindungen. Das ist eine (geringfügig) andere Liga.
Nicht, dass es nicht irgendwann möglich sein würde, auch dies nachzubilden, nur momentan halt nicht in all seiner Komplexität.

ps,
auch das Auge ist nicht bloß eine Cam mit 25 Hz.
Das Auge ist ein eigener, quasi ausgestülpter Teil des Gehirns (eigentlich sogar sein ältester Teil), mit eigenen lokalen Signalverarbeitungszentren zur mehrfachen Datenreduktion, Datenvorraussage, Datenfokussierung, dann im weiteren Verlauf weitere Modulationen durch Emotions- und Erinnerungs-Zentren, bis es ÜBERHAUPT in die Sehrinde (hinterer Teil des Gehirns) gelangt.
Und erst danach kommen, nach weiterer Umschaltung und Modulation, die Seheindrücke überhaupt erst ins Bewusstsein. Die beschriebenen "optischen Täuschungen" sind also keine Fehlfunktion des optischen Systems, sondern die Folge der implementierten intelligenten Datenfilter zur Vor-, Zwischen- und Weiter-Verarbeitung der optischen Signale. Soll nur nochmal illustrieren, dass menschliche Sensoren nicht einfach nur "Sensoren" als Dateninputs mit serieller Datenübertragung sind.

Letzendlich dienen die menschlichen sensorischen und motorischen Systeme nicht der punktgenauen Messung von Werten und millimetergenauen Stellung von Aktoren, sondern sie dienen in ihrer Gesamtheit durch intelligente Verknüpfung und Auswertung einer maximal effizienten Überlebensprognose, und darum sieht ein Mensch, was er sehen soll und bewegt sich so, wie er sich bewegt.

Zitat von Klebwax

Das glaub ich eher nicht. Die "menschlichen" Sensoren sind im Vergleich mit den "technischen" eher schlecht, sowohl was Auflösung und Geschwindigkeit angeht. Jede Küchenwaage ist genauer und löst feiner auf, als das menschliche Gefühl für "Kraft" bzw. "Gewicht", jeder simple Frequenzzähler ist besser als das absolute Gehör. Der Dynamikbereich der menschlichen Sensoren ist häufig groß, das liegt aber an der nichtlinearen Kennlinie der Sensoren. Die Reizleitung in den Nerven ist auch langsam, da geht es um Millisekunden, also Kilohertz. Selbst simple SPI Schittstellen sind im 2 stelligen MHz Bereich. Moderne serielle bewegen sich eher im GHz Bereich, sind also um 6 Größenordnungen schneller, und Datenwortbreiten sind kein wirkliches Thema.

Von den technischen Daten sind Maschinen eigentlich überall besser oder viel besser als die Natur. Auf moderne SSD passen mehr nackte Informationen, als ein Mensch sich je merken kann. Der Mensch ist aber gut beim Pattern-Matching, beim Einordnen und Wiederfinden von Informationen. Er ist ebenso gut bei der Sensorfusion. Ich hab mal einen Fahrer einer Asphaltmaschine sagen hören: "Bevor mir der Laser meldet, daß etwas schief läuft, fühle ich das mit meinem Hintern". Was nicht heißt, daß er mit diesem "Gefühl" in der Lage ist, kilomerterlang eine Straße gerade zu bauen, da ist der Laser schon besser.

Was meiner Ansicht nach fehlt, sind die Algorithmen nicht die Genauigkeit und auch nicht die Rechenleistung. Wieviel "Gehirnleistung" hat wohl ein Regenwurm oder eine Kakerlake? Beide bewegen sich recht geschickt in ihrem Umfeld.

Wie das so ungefähr funktioniert kann man erkennen, wenn man sieht, wie man den Menschen austrickst. Wind von vorn, ein sich neigender Sitz und kein Bezugspunkt für das Auge erzeugt das Gefühl für Beschleunigung. Sobald aber der Beschiß erkannt ist, ändert der Mensch den Algorithmus und erkennt mit den gleichen Sensoren, was wirklich ab geht.

Dazu noch ein Beispiel: bevor es in Flugmodellen die modernen proportionalen Servos gab, konnte man das Seitenruder nur links, rechts und geradeaus steuern. Das sind weniger als zwei Bit pro Achse und durch die verwendeten Relais auch noch langsam. In der Reaktionskette vom Auge des Piloten bis zum Ruder war also diese langsame Strecke, trotzdem wurde damit anspruchsvoller Kunstflug gemacht.

MfG Klebwax

**Karl1000** · 16.03.2015, 14:03

Ja die Faszination neuronaler Netze. Die faszinieren deshalb, weil man sie nicht lesen kann wie normalen Programmcode.
Das Problem bei neuronalen Netzen ist, dass sie extrem Ineffizient sind. Und deren Hauptproblem ist, dass ein Netz genauso wie alles andere erstmal mit Daten gefüllt werden muss. Dies ist schon bei einfachen Dingen wie
Gesichter-Erkennung ein Riesenproblem und Aufwand. Deshalb werden KNN NIEMALS in humanoiden Robotern funktionieren. Das mal vorweg. Der Grund ist die Eingangsbandbreite.

HaWe · 16.03.2015, 14:58

man soll niemals nie sagen, aber wenn überhaupt irgendwann irgendein autnomes System so autonom werden könnte oder sollte wie ein Mensch, dann NUR über ein neuronales Netz.
Das menschliche neuronale System ist ja auch ein riesiges neuronales Netz, aber es ist ja auch beileibe nicht leer von Anfang an, die meisten Funktionen sind bereits von Geburt an da und vorbelegt, bereit zur effizienten Weiterentwicklung. Und die Tatsache, dass die Art der Weiterentwicklung (gehen lernen, sprechen lernen) bei allen Menschen in identischen Teilschritten abläuft, beweist, dass nicht nur die Vorbelegung gleich ist, sondern auch die Prozesse der Weiterentwicklung bereits in den Individuen identisch vorbelegt sind.

Aber dabei ist nicht nur die ungeheure Anzahl von Neuronen ein Thema im Vergleich zu heutigen KNNs, sondern auch die ebenso ungeheure Anzahl von Sensoren.
Wer heute mit Berührungssensoren arbeitet, der hat vielleicht mit einem Dutzend, maximal mehreren Dutzend davon zu tun - in Extremfällen vielleich auch ein paar Hundert.
Allein auf der Haut sind aber ca. 1.000.000 Tast-, Temperatur- und Schmerzrezeptoren (und zwar "analog", nicht nur ein/aus), die in Muskeln, Gewebe und Organen kommen aber noch dazu. Von den 4 höheren Sinnen noch gar nicht zu reden. Sicherlich ist da die Eingangsbandbreite ein Thema, aber gerade NNs können das bewältigen, weil sie nach einem Grundtraining bereits Ergebnisse und Vorraussagen liefern können, die dann weiter "fein" trainiert werden können.
Das alternative Modell würde eine infernalische Schachtelung von fixen AND, OR, NOT, XOR, NAND-Verknüpfungen aller Milliarden von Inputs und Outputs vorraussetzen, die dann aber unveränderlich blieben und nicht mehr anpassungsfähig wären.
Genau das brauchen aber lebende Organismen, und ebenso künstliche kybernetische Organismen, wollten sie vergleichbar agieren können.

Und der Schlüssel zur Bewältigung der Eingangsbandbreite heißt bei natürlichen Organsimen: extreme, aber intelligente, lernfähige, adaptive Datenreduktion.

**Karl1000** · 16.03.2015, 17:10

ist ja gut. Das Problem ist, dass das Lernen am Humanoiden viel zu langsam von statten geht. Man schafft ja nicht mal einen Durchlauf/sekunde. D.h. bis der alle Eventualitäten intus hat vergehen zig Millionen Jahre. Also der KNN - Ansatz ist absolut nicht praktikabel. also so geht's definitiv nicht.
Hast du eine andere Idee?

HaWe · 16.03.2015, 18:10

natürlich nicht, ich sagte ja deswegen: "wenn überhaupt jemals..." -
heute haben wir bei weitem noch keine solchen Möglichkeiten.
Aber vor 100 Jahren hatten wir ja noch nicht mal Computer, vor 200 Jahren noch keine Autos, vor 500 Jahren haben wir noch Hexen verbrannt, und den Menschen gibt es jetzt... wie lange...? 400000Jahre?
Wer weiß, was in weiteren 400000 Jahren ist?

Unregistriert · 16.03.2015, 18:31

... Wer weiß, was in weiteren 400000 Jahren ist? ...

DAS ist schwierig, ich bin nur ziemlich sicher, dass in fünftausend Jahren am Frankfurter Kreuz Gras wächst.

**Karl1000** · 16.03.2015, 20:16

Zitat von HaWe

natürlich nicht, ich sagte ja deswegen: "wenn überhaupt jemals..." -
heute haben wir bei weitem noch keine solchen Möglichkeiten.
Aber vor 100 Jahren hatten wir ja noch nicht mal Computer, vor 200 Jahren noch keine Autos, vor 500 Jahren haben wir noch Hexen verbrannt, und den Menschen gibt es jetzt... wie lange...? 400000Jahre?
Wer weiß, was in weiteren 400000 Jahren ist?

Das heisst, deiner Meinung nach, dass wir erstmal mit so hatsch-kaesten wie asimo zufrieden sein müssen und ein handfester Terminator in weiter Ferne liegt. Kann man das so sagen?

HaWe · 16.03.2015, 21:58

haha, naja, die nächsten Jahre noch: vielleicht ja, bis zum asimo 2.0, zumindest falls autonom -
per Superparallelquantengroßrechner oder ein Borg-Kollektiv ferngesteuert: vielleicht auch ein bisschen mehr als das

aber was sind schon ein paar Jahre?
Und ob ich mir so was wünschen würde, so eine Welt, bevölkert mit Cyborgs und Blade Runners -
(und Gras am Frankfurter Kreuz - )

nein, wirklich: definitiv nicht :-/

d.h., hmm - GRAS am Frankfurter Kreuz ...?
nun - auf den 2. Blick vielleicht gar nicht so falsch....

**Karl1000** · 16.03.2015, 22:08

Naja es geht mir darum einen Androiden zu bauen der sich normal bewegt . die eigentlichen Handlungen können dann ferngesteuert werden. Ich denke das wäre der nächste Schrift. Und machbar.