İncinebilir Robotlar

Farzedin bir robot ve üç arkadaşınızla herhangi bir oyun oynuyorsunuz ve robot yalnış bir el oynadı. Tam “Robota ne oldu?” diye düşünürken, “ Pardon, yalnış el oynadım. Oyunu bozdum.” gibi bir cümle kuruyor.💬 Tepkiniz ne olurdu? Bu cümleye mi yoksa nasıl hata yaptığına mı odaklanırdınız? 🤖🧐

Yale Üniversitesi’nde tam da yazmış olduğum senaryonun bir benzeri yaşandı. Başka bir deyişle, her şeyi kodlanmış ve makina olarak gördüğümüz robotlar hata yaptıklarında kabul etmek ve şakalar yapmak gibi davranışları göstermeye başladı. Daha kısa bir şekilde yazmak gerekirse, incinebilirlik gösteren davranışlar gösteren robotlar ile eğlenceli bir araştırma yapıldı.

Araştırmaya geçmeden önce, incinebilirlik nedir onu paylaşmak isterim. Doktor Brene Brown “Daring Greatly” kitabında incinebilirliği “Sevgi, aidiyet, sevinç, cesaret, empati ve yaratıcılığın doğum yeridir.” (s.33) şeklinde tanımladı.

Bu ne anlama geliyor? 👀

Makina olarak gördüğümüz robotlar artık insani olarak tanımladığımız özellikleri göstermeye başlayabilir.

Çalışma nasıl tasarlandı?

Araştırmacılar, 153 kişinin üç insandan ve bir robottan oluşan 51 gruba ayrıldığı bir deney yapıldı. Her grup, üyelerin 30 tur boyunca en etkili demiryolu rotalarını oluşturmak için birlikte çalıştığı tablet tabanlı bir oyun oynadı. Gruplar, farklı robot davranışı türleri ile karakterize edilen üç koşuldan biriyle eşleştirildi. Her turun sonunda, robotlar ya sessiz kaldı, ya görevle ilgili tarafsız, görevle ilgili bir ifade (skor veya tamamlanan tur sayısı gibi) ya da bir şaka, kişisel hikaye ya da bir hatayı kabul ederek incinebilirliği dile getirdi; tüm robotlar zaman zaman bir tur kaybetti.

Nasıl sonuçlara varıldı?

1. İnsanlar incinebilir açıklamalar yapan robotlarla takım halinde birbirleriyle konuşmak için yaklaşık iki kat daha fazla zaman harcadılar ve daha fazla keyif aldılar.

2. İnsanlar incinebilir ifadeler duyduklarında, konuşma nötr ifadeler yaptığından daha fazla arttı.Konuşma grup içinde daha eşit haldeydi.

3. Deney ayrıca incinebilir ve nötr robotlara sahip gruplardaki ekip üyeleri arasında sessiz robotlu gruplardaki üyelere göre daha eşit katılım gösterdi. Bu da konuşan bir robotun varlığının insanları birbirleriyle daha uyumlu bir şekilde konuşmaya teşvik ettiğini gösterdi.

Araştırmacılar gözlemlerini nasıl anlattılar?

Sosyal ve Doğal Bilimler Sterling Profesörü Nicholas A. Christakis, “Toplumumuza yapay zeka biçimleri ekledikçe toplumun nasıl değişeceğiyle ilgileniyoruz.İnsan ve makinelerin hibrit sosyal sistemlerini oluştururken, robotik aracıların nasıl programlanacağını değerlendirmeliyiz, böylece birbirimize nasıl davrandığımızı aşamazlar.”

Bilgisayar Bilimleri Bölümü’nde doktora yapan Sarah Strohkorb Sebo, “ Robotların insan alanlarında sosyal etkisini anlamak, robotlar kasıtlı olarak sosyal bir işleve hizmet etmediğinde bile önemlidir. Görevleri bir montaj hattındaki işçilere parçaları dağıtmak olan bir fabrikada bir robot hayal edin. Tüm parçaları bir kişiye verirse, işçiler diğer işçilerin robotun görevde daha düşük olduğuna inanıp inanmadığını sorguladığı garip bir sosyal ortam yaratabilir. Bulgularımız, ekiplerde çalışan insanlar için sosyal katılımı, dengeli katılımı ve olumlu deneyimleri teşvik eden robotların tasarımına katkıda bulunabilir.. ”

Neuroscience News, Robots that admit mistakes foster better conversation in humans,son güncelleme 10 Mart, 2020, https://neurosciencenews.com/robot-conversation-mistake-15885/

Deep3DFly

Semih Günel, Helge Rhodin, Daniel Morales, João H. Campagnolo, Pavan Ramdya ve Pascal Fua’nın EPFL’de – École Polytechnique Fédérale de Lausanne– aktif öğrenme alanında değerli bir araştırma gerçekleşti. Araştırmanın amacı sineklerin hareketelerini gözlemleyerek aktif öğrenme alanında ilerleme sağlamaktı.

Araştırma nasıl tasarlandı?

Ramdya’nın deneysel düzeninde bir sinek, minik bir koşu bandı gibi küçük bir yüzen topun üstüne yürürken, yedi kamera her hareketini kaydetti. Sineğin üst kısmı taşınmaz bir stada yapıştırıldı, böylece top üzerinde yürürken daima yerinde kaldı. Bununla birlikte, sinek serbestçe hareket ettiğine “inanıyordu”.Toplanan kamera görüntüleri daha sonra hem Ramdya’nın hem de Fua’nın laboratuvarlarıyla çalışan bir doktora öğrencisi olan Semih Günel’in geliştirdiği derin öğrenme yazılımı DeepFly3D tarafından işlendi. Ramdya, “Bu, disiplinlerarası işbirliğinin gerekli ve dönüştürücü olduğunun iyi bir örneği. Bilgisayar bilimi ve sinirbiliminden yararlanarak uzun zamandır devam eden bir zorluğun üstesinden geldik.” dedi.

Neden araştırmada sinekler kullanıldı?

Ramdya sineklerin kullanılma sebebini “Omurgalıların çoğunun aksine, sinekler neredeyse her araziye tırmanabilirler. Bacaklarının uçlarında yapışkan pedler ve pençeler olduğundan, sinekler duvar ve tavanlara yapışabilirler. Bunlar haraketlerini sağlar. Bu da ilginç çünkü herhangi bir yüzeyde dinlenebilirseniz, doğru zamanda hareket etmesini bekleyerek enerji harcamalarınızı yönetebilirsiniz. ” şeklinde anlattı.

Bu, biyoloji boyunca neredeyse her yerde kullanılan bir model organizma olan sinek Drosophila melanogaster için bir hareket yakalama sistemi olan DeepFly3D’nin gelişimini sürdüren robotların tasarımını bilgilendirmek için uçma davranışını yöneten ilkeleri çıkarma vizyonuydu.

Deep3DFly’ı önemli kılan şey nedir?

DeepFly3D ile ilgili özel olan şey, sineklerin 3B pozunu – veya hatta diğer hayvanları – ortaya çıkarabilmesi. Yani, çeşitli biyolojik uygulamalar için benzeri görülmemiş bir çözünürlükte otomatik olarak tahmin yapıp davranış ölçümleri yapabilir. Yazılımın manuel olarak kalibre edilmesi gerekmiyor ve sinek pozunun hesaplanmasında yaptığı hataları otomatik olarak algılamak ve düzeltmek için kamera görüntülerini kullanıyor. Son olarak, kendi performansını geliştirmek için aktif öğrenmeyi kullanıyor.

DeepFly3D, bir meyve sineğinin hareketlerini, pozlarını ve eklem açılarını üç boyutlu olarak etkin ve doğru bir şekilde modellemek için bir fırsat sağlıyor. Bu, diğer organizmalardaki 3D pozları otomatik olarak modellemek için standart bir yol olabilir.

Yazıyı toplamak gerekirse;

Ramdya’nın da dediği gibi sinek, “Bir model organizma olarak izlenebilirliği ve karmaşıklığı çok iyi dengeliyor.” Buna ek olarak, “Nasıl yaptığını öğrenirsek, robotik ve tıp üzerinde önemli bir etkiye sahip olabiliriz ve belki de en önemlisi, bu öngörüleri nispeten kısa bir sürede elde edebiliriz.”sözlerini de ekliyor. Araştırma genel olarak baktığımızda araştırmanın robotik ve tıp alanlarında etkiye sahip olabilmeleri, getirecekleri yeniliklerle merakı arttırıyor.

Neuroscience News, Deep3DFly: the deep-learning way to design fly-like robots,son güncelleme 9 Ekim, 2019, https://neurosciencenews.com/deep3dfly-ai-15052/

Kan damarlarından geçecek şekilde tasarlanan robotik iplik

MIT mühendisleri üzerinde çalıştıkları yeni robotik iplik ile, inme ve diğer beyinle alakalı hastalıklara pıhtı azaltan alternatif bir tedavi üzerinde çalışıyor.

İplik beynin labirent damar sistemi, labrynthine vasculature, gibi dar ve dolambaçlı yollardan aktif olarak kayabiliyor ve manyetik olarak yönlendirilebiliniyor. Gelecekte iplik mevcut endovasküler teknolojilerle eşleştirilerek, doktorların robotu ,hastanın anevrizmaları ve felçlerinde meydana gelen gibi, tıkanıklıkları ve lezyonları hızlı bir şekilde tedavi etmek için hastanın beyin damarlarında uzaktan yönlendirmelerine olanak sağlayabilir.

Doç. Xuanhe Zhao, MIT Üniversitesi, “İnme, Amerika Birleşik Devletleri’nde beş numaralı ölüm ve önde gelen bir sakatlık nedeni. Hastalar akut inme ilk 90 dakika içinde tedavi edilebilirse, hayatta kalma oranları önemli ölçüde artabilir. Bu ‘altın saat’ içinde kan damarı tıkanıklığını tersine çevirecek bir cihaz tasarlayabilirsek, kalıcı beyin hasarını önleyebiliriz. Bu bizim umudumuz.” diyor.

Bu tedavi neden önemli?

Doktorlar genellikle, beyindeki kan pıhtılarını temizlemek için bir cerrahın hastanın ana arterinden genellikle bacak veya kasıktan ince bir tel geçirdiği minimal yayılan bir ameliyat olan endovasküler bir prosedür uygular. X ışınlarını kullanarak kan damarlarını aynı anda görüntüleyen bir fluoroskop tarafından yönlendirilen cerrah, daha sonra teli elle hasarlı beyin damarına doğru döndürür. Etkilenen bölgeye ilaç veya pıhtı alma cihazları iletmek için bir sonda tel boyunca geçirilebilir.

Ekibin bir başka üyesi olan Yoonho Kim, prosedürün fiziksel olarak yoran ve görevde özel olarak eğitilmiş cerrahların fluoroskopiden tekrarlanan radyasyona maruz kalmaya dayanmasını gerektirdiğini söylüyor.

Bu tür prosedürlerde kullanılan teller pasif, yani manuel olarak manipüle edilmeleri gerekir ve hastaya zarar verebilir.

Ekip, laboratuvarlarındaki gelişmelerin hem telin tasarımında hem de endovasküler prosedürleri iyileştirmeye yardımcı olabileceğini fark etti.

Ekibin çalışmaları neler?

Geçtiğimiz yıllar boyunca, ekip bir mıknatısın yönünü takip ederek her iki hidrojelde – çoğunlukla sudan üretilen biyouyumlu malzemeler – ve 3 boyutlu basılmış manyetik olarak çalıştırılan, yalnızca sürünerek, zıplayarak ve hatta bir topu yakalamak için tasarlanabilen malzemeler geliştirdi.

Robotik ipliğin çekirdeği nikel-titanyum alaşımından veya hem nitril hem de yaylı bir malzemeden, “nitinol” den, yapıldı. Büküldüğü zaman şeklini koruyan elbise askısının aksine, bir nitinol tel orijinal şekline dönerek, sıkı, kıvrımlı kapların içinden sarımda daha fazla esneklik sağlar. Ekip telin çekirdeğini, kauçuk parçacıklarından ya da manyetik parçacıklarla gömdüğü mürekkeple kapladı.

Son olarak, manyetik kaplamanın hidrojel ile kaplanması ve bağlanması için daha önce geliştirdikleri temel manyetik parçacıkların yanıt vermesini etkilemeyen ve aynı zamanda telin pürüzsüz, sürtünmesiz, biyouyumlu bir yüzeyle donatılmasını sağlayan kimyasal bir işlem kullandı.

Robotik ipliğin hassasiyetini ve aktivasyonunu, bir kukla ipleri gibi büyük bir mıknatıs kullanarak, ipliği iğne halkasının içinden geçiren bir ipliği hatırlatan küçük halkalardan oluşan bir engel boyunca yönlendirmek için gösterdiler.

Araştırmacılar aynı zamanda ipliği, gerçek bir hastanın beyninin BT taramasından sonra modellenmiş pıhtı ve anevrizmalar dahil olmak üzere beynin ana kan damarlarının yaşam boyu silikon bir kopyasında test ettiler. Ekip, silikon kaplarını, kanın viskozitesini simüle eden bir sıvı ile doldurdu. Ardından, robotu kapların dolambaçlı dar yollarına yönlendirmek için model etrafında büyük bir mıknatısı elle manipüle etti.

Kim, robotik ipliğin işlevsel hale getirilebileceğini, yani özelliklerin eklenebileceğini – örneğin pıhtı düşürücü ilaçlar sağlamak veya lazer ışığıyla tıkanıklıkları gidermek için – söylüyor. Sonraki adımı göstermek için ekip, dişlinin nitinol çekirdeğini bir optik fiber ile değiştirdi ve robotu manyetik olarak yönlendirebileceklerini ve robot bir hedef bölgeye ulaştığında lazeri aktif hale getirebileceklerini buldu.

Bu tedavinin avantajları neler?

Araştırmacılar, hidrojel ile kaplanmış ve hidrojene kaplanmamış robot iplik arasında karşılaştırma yaptı. Hidrojelin dişlinin çok ihtiyaç duyulan, kaygan bir avantaj sağladığını ve sıkışıp kalmadan daha dar alanlarda kaymasını sağladığını buldular. Endovasküler cerrahide, bu özellik, iplik ilerledikçe damar astarlarının sürtünmesini ve yaralanmasını önlemenin anahtarı olacaktır.

Peki bu yeni robot ipliği cerrahları radyasyondan nasıl uzak tutabilir? Kim, manyetik yönden yönlendirilebilen bir telin, cerrahların hastanın tellerini fiziksel olarak hastanın kan damarlarından geçirme zorunluluğunu ortadan kaldırdığını söylüyor. Bu, doktorların bir hastaya ve daha da önemlisi radyasyon üreten fluoroskopa yakın olmaları gerekmeyeceği anlamına geliyor.

Yazıyı toplamak gerekirse;

Tasarlanan iplik bir çok alanda kolaylık sağlayacak. Hastalıklar daha kolay tedavi edilirken, doktorlarında yöntemleri ilerleyecek.

Kim’in dediğine göre, mevcut platformlar manyetik alan uygulayabilir ve fluoroskopi prosedürünü hastaya aynı anda yapabilir. Doktor, manyetik alanı bir joystick ile kontrol eden diğer odada veya hatta farklı bir şehirde olabilir. Umutları bir sonraki adımda robot ipliğimizi yaşayan organizmada test etmek için mevcut teknolojilerden yararlanmak.

Neuroscience News, Robotic thread is designed to slip through the brain’s blood vessels, son güncelleme 28 Ağustos, 2019, https://neurosciencenews.com/robotic-thread-bbb-14822/