«Мы разработали формулу силы воли, формулу таланта. Мы можем вложить их в компьютер», - профессор Олег Пенский

Тема: можно ли превратить робота в эмоциональное подобие человека

Программа: «Ни дня без науки»

Гость: Олег Пенский, профессор кафедры процессов управления и информационной безопасности ПГНИУ, доктор технических наук.

Дата выхода: 28 декабря 2014 года

Ведущий: Роман Попов

Олег Пенский – профессор кафедры процессов управления и информационной безопасности ПГНИУ, доктор технических наук. Выпускник Вогульской средней школы Усольского района. В 1981 году окончил Пермский государственный университет, по специальности «Прикладная математика». Затем служил в Советской Армии в должности заместителя командира роты по политической части. После службы в армии работал в специальном конструкторском бюро завода имени Ленина. С 1987 года работает в Пермском государственном университете. В 1997 году стал кандидатом технических наук после защиты диссертации в Пермском политехническом институте, в 2007 году защитил докторскую диссертацию в Пензенском государственном университете.

Область научных интересов: разработка математических моделей и принципиальных схем строительных артиллерийских орудий и моделирование духовных процессов робота и человека. Доктора Пенского можно назвать основоположником и пионером математического подхода к решению  задач в обоих научных  направлениях.

Исследования Олега Пенского, посвященные моделированию духовных процессов, относятся к шестому технологическому и, по утверждениям современных западных теоретиков организации науки и общества, началу седьмого технологического укладов. Эти разработки все еще новы для мировой науки, хотя начало исследований началось в ПГНИУ шесть лет назад.

В настоящее время ПГНИУ является одним из мировых лидеров в создании математической теории, позволяющей описывать формулами психологию человека и роботов-аналогов человека. Учеными пермского университета впервые предложены формулы темперамента, силы воли и способностей, как человека, так и робота. Верификация теории натурными экспериментами, показала, что эти соотношения, предложенные для роботов, правильно определяют психологические характеристики человека с точностью 85%. На основе созданной математической теории и современных методов IT-технологий впервые стало возможным компьютерными методами определять коэффициенты кратковременной памяти, показывающие то, сколько процентов от прошлого помнит человек, получать данные, характеризующие, например, психологические наклонности специалиста при приеме его на работу.

Пермские математики впервые описали дружбу роботов с помощью формул, что позволило моделировать дружбу или вражду в группе роботов. В ПГНИУ разработана теория конфликтов в группе роботов. Оказалось, что могут существовать группы роботов, в которых никогда не возникнут конфликты между их членами, пермяками предложены численные характеристики психологических параметров роботов, при которых никогда не возникнут эти конфликты. В ПГНИУ также показали, что поведение группы роботов, не имеющей лидера, непредсказуемо, а группа роботов, если она имеет лидера, в конечном итоге, принимает психологические качества своего лидера. Этот результат впервые математически показывает роль лидера в поведении и человеческих групп.

Задач для описания математикой психических явлений, как человека, так и робота, очень много. И, хотя в настоящее время, в ПГНИУ над построением математических моделей психологии роботов работает всего три математика-программиста, но эти люди делают настоящий прорыв в современной мировой науке.

- Сегодня поговорим о том, можно ли превратить робота в некое эмоциональное подобие человека.

- Когда говоришь об этом, сразу вспоминается огромное количество фантастических фильмов, книг. Хочется приводить в пример классиков жанра. Но вы не фантаст, не футуролог, вы доктор технических наук и вы решаете очень сложные научные задачи, которые находятся на грани фантастики. Часто ли приходится сталкиваться с некоторым скепсисом в отношении своей работы?

- Я бы не назвал задачи, которыми я занимаюсь, очень сложными. Мы создаем математическую теорию психологического аналога человека. Это несложно. Как говорил Энштейн, правильная постановка задачи - это 70% успеха.

Когда я начал создавать эту теорию 6 лет назад, я удивился ее простоте. Скепсис вызывает именно простота теории. Мы выявили закономерности, основанные на геометрической прогрессии, которую изучают школьники в 8 классе. Ничего сложного.

- Вы еще в 2010 году отметились монографией «Основы математической теории эмоциональных роботов». Это основы основ ваших наблюдений?

- Первая монография вышла в 2007 году. Она называлась «Гипотезы и алгоритмы математической теории исчисления эмоций». Тогда мы говорили о человеке. Эта монография вызвала бурю протестов в научном мире физико-математических наук и психологии. Например, мне завили, что над численным выражением эмоций работают тысячи людей. Мы же не стали повторять то, что делают другие. Мы обошли этот бастион, предположив, что человек уже умеет измерять эмоции. Мы двинули нашу науку дальше, научившись исчислять эмоции в виде формул. В связи с этим нас очень сильно критиковали психологи. Они говорили, что человеческие эмоции измерить невозможно.

Я связывался с зарубежными учеными, работающими в области математического моделирования в психологии, и выяснил, что иностранцы считают, что эмоции измерять можно. Этот вопрос вполне разрешен за рубежом. Наша наука в этом плане консервативна.

- Поясните, что значит измерять эмоции? Как измерять? С помощью чего?

- Мой аспирант Владимир Михайлов показал, что эмоции измеряются в битах в секунду.

Мы также изучаем влияние эмоций на воспитание. Воспитание тоже измеряется в битах. Это единица измерения, принятая в информатике.

- Тогда давайте дадим определение эмоции. Это что?

- Поток информации в единицу времени.

У нас существует очень интересная отечественная разработка. В Санкт-Петербурге существует компания ??? (неразборчиво). Она измеряет эмоции интересным образом. Оказывается, чем сильнее человек волнуется, возбужден, тем сильнее у него микровибрации головы. Это прямой показатель единиц измерения эмоций.

- Это значит, что с помощью датчиков можно измерить уровень вибраций и перевести это в числа?

- Необязательно. Вот питерцы ставят видеокамеру перед компьютером, и она измеряет микровибрации головы.

- А как можно считать эмоцию по громкости голоса, по выражению лица? Это же и есть внешние признаки проявления эмоций.

- Поскольку нас начали "бить" за нашу теорию, мы стали говорить не о человеческих эмоциях, а о роботе как психологическом аналоге человека. От нас психологи сразу отстали. Мы сейчас разработали формулу темперамента человека. Темперамент измеряется в интервале от нуля до единицы. Если человек очень эмоционален, его темперамент близок к единице. Если человек меланхолик - темперамент ближе к нулю. Значения темперамента также могут определять эмоции человека.

Если говорить о голосе, у нас разработана специальная программа. Достаточно посчитать в микрофон до семи и машина выдаст численное значение вашего темперамента и исходя из этого численное значение вашего эмоционального состояния.

- Зачем?

- Мы создаем математические модели человека для того, чтобы создать некий виртуальный мир, соседнюю цивилизацию. Зачем это надо, мы потом поговорим.

Как известно, если человек холерик, он более склонен к творческой работе. Многие режиссеры хотели искусственно переделать свой темперамент под холерика, но они оказывались в психиатрических больницах. Если человек сангвиник, он склонен к принятию трезвых решений. Меланхолик способен качественно выполнять рутинную работу. Это можно иметь в виду, принимая на работу человека. А чтобы определить темперамент, достаточно попросить человека сосчитать до семи.

- Получается объективная цифра, показывающая психологические характеристики человека.

- Да. Мы постоянно верифицируем эту теорию на человеке. Мы активно сотрудничаем с кафедрой общей клинической психологии нашего университета. Там наши эксперты во главе с доктором психологических наук Еленой Васильевной Левченко.

- Пример с приемом на работу мне понятен. Но это же не единственный параметр считывания эмоций, который может применяться.

- Конечно, не единственный. Понимаете, робот, компьютер не имеет эмоций. Мы говорим об имитации эмоций человека. Говоря о роботах, мы используем понятие "псевдоэмоции".

С помощью компьютера мы сейчас можем определить, страдает ли человек психическими заболеваниями. В Краснокамской больнице мы провели эксперименты, которые показали, что мы можем правильно определить психическое заболевание с вероятностью 95%. 

- Мне все-таки интересны области применения вашей теории.

- Сейчас мы занимаемся шестым технологическим укладом. Буквально вчера я слушал передачу. Оказывается, моделирование духовных процессов человека относится к седьмому технологическому укладу. Я говорю о том, что пока сложно говорить о том, где пригодится седьмой технологический уклад. Мы можем говорить только о микрозадачах. Я приведу пример того, где это может применяться. Мы много печатаемся в США в журнале "Intelligent control and automation", в российском журнале "Искусственный интеллект и принятие решений". Сейчас мы подготовили статью, посвященную психическим заболеваниям роботов. Мы говорим "робот", подразумеваем "человек". С помощью компьютера мы сейчас можем определить, страдает ли человек психическими заболеваниями. В Краснокамской больнице мы провели эксперименты, которые показали, что мы можем правильно определить психическое заболевание с вероятностью 95%. Вот где еще это может применяться.

- Мы понимаем, что если сможем развить эту теорию и воплотить ее в жизнь, то сможем, как минимум, приблизиться к эффективным способам лечения психических заболеваний.

- Конечно.

- Давайте вернемся к роботам. Вы пытаетесь создать теорию, применительно к человеку, сталкиваетесь с неприятием теории психологами и переключаетесь на роботов. Но мне всегда казалось, что робот - это очень упрощенная модель человека.

- Вы совершенно правы. У меня ребятишки защищают диссертации по специальности "Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ". Так вот, математическое моделирование - это отрасль знаний, где есть такой параметр как "допущение математической модели". Естественно, на роботе мы строим упрощенную модель человека, начиная развитие от простого к сложному. Мы сейчас мировые пионеры в переносе духовного процесса человека на робота. Конечно, сначала модели упрощенные.

- Получается, что спор Моцарта и Сольери вы разрешили. Математикой можно описать не только музыку, но и бессмертную человеческую душу. Вы пока не научились это делать, но скоро научитесь.

- Математикой мы можем описать все, но не бессмертную человеческую душу. Я человек верующий и должен обратить ваше внимание на то, что мы делаем аналог человека, а не точную копию человека вместе с его божественной душой.

- Вы на роль творца не покушаетесь.

- Не покушаюсь (смеются).

Я могу сейчас разработать все что угодно по принципу примитивного аналога человека. Например, мы разработали формулу силы воли, формулу таланта. Мы можем вложить их в компьютер.

- Реально ли просчитать всего человека математически или существует какой-то недостижимый предел?

- Это уже философские вопросы. Естественно, абсолютная модель человека, как и абсолютная истина, недостижима. Я могу сейчас разработать все что угодно по принципу примитивного аналога человека. Например, мы разработали формулу силы воли, формулу таланта. Мы можем вложить их в компьютер.

- Насколько эти формулы являются допущением по отношению к человеку?

- Вначале строится математическая модель, которая потом верифицируется на практике. Необязательно будет 100% совпадение расчетов и результатов эксперимента. Приемлемой считается погрешность в 15%. Чтобы увеличивать точность, надо усложнять модели. Сейчас мы находимся в пределах 15% ошибок.

- Эти значит, что вы приблизились к результатам довольно хороших психологов.

- Мало того, у нас случилось так, что мы предсказали некоторые результаты психологов. Например, у меня Кирилл Черников защищал кандидатскую. Он единственный специалист по интеллектуальной части роботов-аналогов человека. Так вот, когда мы проводили эксперименты, верифицировали математическую модель, оказалось, что человек не может успокаиваться после возбуждения до бесконечности. Даже если на него не действует раздражитель, у него опять возрастает возбуждение через пару минут. Мы показали это математически, но не стали афишировать эти странные результаты. Буквально через год в США появилась статья психолога, который описал этот процесс.

- Итак, вы математически просчитываете и даже предугадываете результаты, которые получают ведущие психологи планеты. Кто-то пользуется вашими разработками?

- Недавно у нас выступал один из ведущих специалистов Европы в области математического моделирования. Он приезжал к нам из Великобритании два года назад. Он рассказывал о перспективах и т.д. Я спросил его, занимаются ли в мире математическим моделированием духовных процессов? Он ответил, что таких работ не знает, но задача очень интересная. То, чем мы сейчас занимаемся - это разработка фундаментальных положений. До их внедрения может пройти десяток лет. Мы уже сейчас делаем внедрение измерения коэффициентов памяти человека, Андрей Шарапов у меня занимается. Это сколько процентов от прошлого помнит человек. Программа измерения темперамента недавно демонстрировались на инженерном форуме, который проходил в Перми в сентябре. Пока мы на уровне демонстрации процессов. Мы планируем открыть инженерный центр в ПГНИУ, где будем запускать эти программы в коммерческий оборот. Каждому интересно знать свой темперамент, сколько от прошлого он помнит! Мы можем создать математическую теорию чего угодно, даже взаимоотношения в группе. Но, мы скорее математики, чем коммерсанты. 

- А что такое духовные процессы в вашем понимании?

- Прежде всего, это эмоциональная сторона деятельности человека. Это опыт человека, который он получает в процессе жизни. Это накопление информации, обучение человека.

- У нас на звукорежиссерском пульте целый набор фейдеров, которые можно поднимать вверх, опускать вниз. Допустим, это некая картинка моего эмоционального состояния. И здесь вы можете определить показатель по каждому фейдеру в отдельности и, в конечно итоге, получаете некую картину меня.

- Совершенно верно.

- И что? Ну, помню я, допустим, 98% от прошлого. Эмоциональный уровень у меня 0,86. А дальше что?

- Теперь мы можем создать робота с этими параметрами. Мы можем сделать так, что робот будет определенным образом реагировать на вводимые сюжеты.

Я, например, баллотируюсь на пост президента РФ, чего мелочиться. Я знаю коэффициенты внушаемости публики и произношу пламенную речь, отлично понимая, как она воздействует на публику.

- То есть, к примеру, вы сможете предсказать мое поведение на избирательном участке.

- Если говорить об избирательном участке, мы ввели такой параметр как "внушаемость". Мы пока не определились с тем, в чем его измерять. Так вот, пришел человек на избирательный участок. Мы измерили коэффициент внушаемости. Я, например, баллотируюсь на пост президента РФ, чего мелочиться. Я знаю коэффициенты внушаемости публики, произношу пламенную речь, отлично понимая, как она воздействует на публику.

- А если у публики коэффициент внушаемости низкий, то вы не произносите пламенную речь, а начинаете апеллировать к цифрам, доводам...

- Совершенно верно. Это можно применять в политтехнологиях. Изучением поведения толпы на основе знания особенностей поведения индивидуума занимается наш бывший соотечественник, профессор Лифевр в калифорнийском университете. Он руководит мозговым центром по борьбе с терроризмом. Он математик и математически описывает поведение толпы. Когда я начал заниматься этой работой, я списался с ним. Но он молчит как рыба о том, чем он занимается. Кое-какие его работы я нашел. Они 10 - 15-летней давности. Переписываться с ним я перестал. Какой смысл, если он молчит о своих работах? Он строит теорию на основе рефлексии. Наша теория строится на других предпосылках.

Я набросал прогнозы, касающиеся шестого технологического уклада в области эмоциональной робототехники. Моделирование духовных процессов - это новое фундаментальное направление робототехники, работа над которым только начинается. В приоритете сегодня Российская федерация. Прогноз до 2030 года, я думаю, мы тоже оставим за собой. Следующее - разработка математической теории исчисления эмоций роботов с неабсолютной памятью. На сегодня Пермский университет в нашем лице идет параллельно с калифорнийским университетом в лице Лифевра.

- Вы говорите о роботе с фактически человеческими свойствами памяти.

- Да, человек не обладает абсолютной памятью.

Следующее: в настоящее время создаются математические модели обработки больших объемов информации. На мой взгляд, не надо обрабатывать огромные объемы информации мощными машинами. Достаточно сделать компьютер, способный к самообучению. Со временем огромные объемы информации сможет обрабатывать обычный персональный компьютер.

- Научить компьютер обрабатывать информацию - это подойти к созданию искусственного интеллекта.

- Совершенно верно. Эти разработки по обучению роботов уже ведутся. В США есть научные журналы, которые этим занимаются. Недостаток нашей науки в том, что в огромной Российской федерации существует всего пять научных журналов по роботам. Один публикует только работы МГУ. Второй занимается только подводными роботами. Существует журнал «Нейрокомпьютеры» и журнал "Искусственный интеллект и принятие решений". Еще какой-то...

- У нас был ажиотаж с нанотехнологиями, в которых нет ничего плохого, но сейчас над этим смеются. У нас есть Сколково, вокруг которого тоже был ажиотаж, а теперь это превратилось в синоним аферы. Теперь вы говорите о робототехнике. Я уверен, что многими это воспринимается как нечто оторванное от реальности, кинематографичное. А ведь это уже вокруг нас.

- Я приведу пример робота. Например, АКП в машинах. Робот - это автомат, способный самостоятельно принимать решения.

- Также система автоматического подключения полного привода, например. Я к тому, что вы наверняка сталкиваетесь со стереотипами. Как вы с этим боретесь?

- Это очень сложно преодолевать. Когда я начал заниматься этой теорией, из-за резкой критики мне пришлось уволиться с кафедры и перейти на другую. Это просто тупая уверенность в своей правоте, публикации в ведущих зарубежных журналах и уверенность в том, что ты все правильно делаешь. Это три условия и помощь людей - все, что нужно, чтобы развивать свою теорию. Мне очень сильно помог поддержкой президент нашего университета Владимир Владимирович Маланин и председатель диссертационного совета политеха Петр Валентинович Маланин. Благодаря их поддержке удалось преодолеть все эти трудности.

- Наверное, все-таки, некая шоу-популярность темы иногда играет с вами злую шутку.

- Я бы не сказал. Я активно использую эту шоу-популярность при продвижении проектов. Яркий пример тому - мы сейчас объявили конкурс по применению роботов. Нас поддержал пермский IT-кластер. Главное - постановка задачи. Участие могут принимать любые жители Пермского края в возрасте от 12 лет. Уже есть первые интересные заявки. Это помогает популяризовать тему. Один мальчик 13 лет выслал нам задачу, на основе которой, я думаю, можно написать кандидатскую диссертацию. Этот конкурс объявлен для того, чтобы собрать нестандартные идеи.

- Когда вы говорите "робот", вы имеете в виду машину. Когда я говорю "робот", я имею в виду нечто вроде терминатора, который говорит "мне нужна твоя одежда". Насколько наши представления далеки друг от друга?

- Ваши представления полностью совпадают с нашими. Есть такое слово "роботика". Оно подразумевает как интеллектуальную, так и механическую часть. Вы, скорее, акцентируете внимание на механической части. Мы говорим об одном и том же.

Яркий пример тому - мы сейчас объявили конкурс по применению роботов. Нас поддержал пермский IT-кластер. Один мальчик 13 лет выслал нам задачу, на основе которой, я думаю, можно написать кандидатскую диссертацию. 

- Насколько вы и ваши коллеги в других странах находитесь в начале пути или в середине, или на пороге каких-то открытий?

- По моим ощущениям, мы идем по другому пути, по сравнению с японцами. Мы близки к израильтянам.

Недавно мне переслали фильм по роботам Японии. Я не увидел ничего интересного. Да, они говорят, двигаются, но все это технологические навороты. Я не увидел ни одной свежей мысли. Если роботу сказали, он мгновенно реагирует на эмоцию. У нас не мгновенно реагирует на эмоцию. Он среагирует исходя из его отношения к человеку, который, например, его оскорбил. А отношения - это воспитание робота на основе математической теории. То есть, мы пошли гораздо дальше.

- У них будет робот-домохозяйка, а у вас будет робот-лучший друг?

- Да, да. Мне прислали фильм об израильских роботах. Нашумели на него - он затрясся, затрясся, затрясся… Но и здесь мы израильтян обошли, потому что наш робот умеет забывать. Но мне больше нравятся израильские роботы, чем японские технологические навороты. Японских роботов мы сделаем с легкостью, если у нас будет такая база. В чем сила российской науки? Недавно Путин говорил, на послании федеральному собранию, что надо взращивать наши интеллектуальные кадры. Мы - интеллектуалы. И одна из этих интеллектуальных разработок - это математическая модель эмоциональных роботов, психологических аналогов человека.