Aivotietokone lukee odotuksesi ja korjaa virheet nopeasti

Kuvittele kotirobotti, joka tietää tarkoittaneesi vettä, ei kahvia, ennen kuin sanot sanaakaan. KAISTin ja Microsoftin yhteistyössä tehty viimeisin työ tuo tuon tilanteen lähemmäksi: aivotietokoneen rajapinta, joka kuuntelee aivosi sähköisiä kuiskauksia ja kertoo tekoälylle, oliko se ymmärtänyt väärin tavoitteen vai tavan sen saavuttamiseen.

Tiimi kutsuu lähestymistapaa neuraaliseksi arvokohdistukseksi (NVA). Se hyödyntää EEG:tä pienten hermosignatuurien havaitsemiseen, jotka ilmestyvät, kun todellisuus poikkeaa aivojen ennusteesta. Aivot ennakoivat jatkuvasti, mitä seuraavaksi tapahtuu; kun ennusteet eivät pidä paikkaansa, EEG:ssä näkyy tunnusomaisia vasteita. Tutkijat keskittyivät kahteen tällaiseen signaaliin: palkkioennustevirheeseen (palkkioennustevirhe, RPE), jossa aivot ilmoittavat, että lopullinen tulos ei vastaa odotuksia, ja tilan ennustevirheeseen (tilan ennustevirhe, SPE), jossa valittu toimintatapa poikkeaa odotetusta.

Kuvittele yksinkertainen teko: kupin nostaminen. Liike voi tarkoittaa juomista, pesemistä, siirtämistä tai kupin ojentamista toiselle. Pelkkä liikkeen tarkkailu ei kerro varsinaista tarkoitusta. Jos robotti tuo kahvia, vaikka halusit vettä, kyse on palkkioennustevirheestä (RPE): tavoite meni pieleen. Jos robotti hakee vettä mutta kävelee tiskille täyttämään lasia sen sijaan, että ottaisi vieressäsi olevan pullon, kyse on tilan ennustevirheestä (SPE): tavoite on oikea, mutta valittu toimintatapa poikkeaa odotetusta.

Kokeissa tutkijat havaitsivat erottuvat EEG-kuviot RPE:lle, SPE:lle ja niiden päällekkäisyydelle. Syväoppimismalleja koulutettiin luokittelemaan nämä kuviot reaaliajassa, jotta järjestelmä voi päätellä, onko virhe tavoitteessa, toimintatavassa vai molemmissa, ja korjata toimintaansa ilman käyttäjän suullista ohjausta. Dekoodattu hermopalautetieto syötetään siihen, mitä tiimi kutsuu ihmisen ja tekoälyn -synergia-algoritmiksi, joka perustuu neuraaliseen arvokohdistukseen (NVA). Tämä mahdollistaa tekoälyn toiminnan muuttamisen lennossa.

Tämä tekee hiljaisesta ja välittömästä korjauksesta mahdollista: kone sopeutuu odotuksiisi vaikka et sanoisi mitään.

Mahdolliset käyttökohteet ovat laajat. Kotitalouksien ja teollisuuden robotit voisivat olla vähemmän turhauttavia käytössä. Itseohjautuvat autot voisivat huomioida kuljettajan puhumattoman aikomuksen. Lääketieteelliset ja kuntoutusrobotit voisivat paremmin tukea puhe- tai liikehäiriöistä kärsiviä. Sopeutuvat oppimisalustat saattaisivat aistia, kun opiskelijan mielenmalli poikkeaa opetuksesta, ja reagoida sen mukaisesti.

Tulokset julkaistiin IEEE Transactions on Cybernetics -lehdessä, ja ne hahmottavat tulevaisuuden, jossa koneet eivät vain seuraa käskyjä, vaan tunnistavat kuilun odotustemme ja niiden tuottaman välillä ja pyrkivät sulkemaan sen.

Mitä tapahtuu, kun teknologia oppii korjaamaan paitsi tekojamme myös odotuksiamme? Keskustelu on vasta alussa.