Boğaziçi Üniversitesi’nde ‘can yoldaşı’ robot geliştiriliyor

Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Levent Akın ülkemizde yapay zekâ ve robotik alanında öncü araştırmalarıyla tanınıyor. Levent Akın liderliğinde Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacılar Binnur Görer,İbrahim Özcan ve Yiğit Yıldırım’ın yer aldığı ekip duyguları olan insansı bir robot geliştiriyor. En önemli özelliği insanlarla duygusal etkileşimde bulunabilmesi olacak robot, karşısındaki insanın üzgün veya neşeli olup olmadığını anlayacak ve kendisi de bazı tepkiler gösterebilecek. Prof. Dr. Levent Akın ve ekibinden insana ‘’can yoldaşı’’ olacak robot projesini dinledik.
Kenan Özcan

Levent Hocam, daha önce Boğaziçi Üniversitesi’nde geliştirmiş olduğunuz sosyal robotlar (egzersiz dobotu ve rehber robot) projenizin ardından şimdi duyguları olan bir robot üzerinde çalışıyorsunuz. Projeyi sizden dinleyebilir miyiz?

Levent Akın- Hedefimiz çok amaçlı bir insansı hizmet robotu üretmek. Bugün bu alanda tartışılmakta olan bazı sorulara da cevap bulabilmek adına bu projeyi geliştiriyoruz. Örneğin şu an sıklıkla karşımıza çıkan bir soru var; bir robot insansı olmak zorunda mı? Genelde bu tip bir robotun insanlar tarafından daha kolay kabul edilebileceği tezimiz var. Günümüzde insana çok benzeyen robotlar tasarlandığını görüyoruz, çok çeşitli örnekler verilebilir. O kadar benzemesi gerekiyor mu yoksa sadece fonksiyonel açıdan mı benzemesi lazım? Bizim üstünde çalıştığımız konular bunlar. Bu amaçla değişik robot türleri üretip onlar üzerinde çalışıyoruz,

Bu yaptığımız robotun bir özelliği de birden fazla fikri denememizi sağlayacak çok amaçlı bir platform olması. Bunun için geliştirdiğimiz çeşitli yüzler var onlardan daha başka türlerini geliştirmeyi de düşünüyoruz. Bunları bir etkileşim içinde kullanarak insanlar hangisine daha iyi tepki veriyorlar konusunu da araştırabileceğiz.  Çünkü robotun üstüne değişik  bileşenler koymaya başladığınızda daha karmaşık bir sistem haline geliyor, onun üstündeki her şeyi sizin ayrı ayrı kontrol etmeniz gerekiyor ve onun kendi başına çalışır olması gerekiyor. Örneğin robotun yürürken etrafa bakması farklı bir şey, sabit durarak insanlarla etkileşim kurması farklı bir şey. Aslında bizim uzun vadeli hedefimiz bu robotun değişik amaçlar için düzenlenerek, örneğin egzersiz yaptıran ya da evde hasta bakıcı olabilen veya insanlara can yoldaşı olabilmesi…

Bu laboratuvarda daha önce geliştirilen robotik sistemlerin farklı özelliklerini bünyesinde toplayan çok amaçlı bir robot projesi olarak tarif edebiliriz bu projeyi değil mi?

Levent Akın -Evet, insanların insansı robota tepki göstermesinin nedeni etrafımızda hep insanlarla yaşamaya alışık olmamız. Çocukluğumuzdan beri onlara alışmış durumdayız; ancak robotun ne kadar insansı olması gerekli, bizim araştırdığımız fikir bu. Bu problemlerden bir tanesi de çocuk, yaşlı, normal yaşta insanların hepsinin onun robot olduğunu bilmesi lazım. Onları kandıracak bir robot olmaması lazım. Hiç kimse “Aa bu insanmış!” dememesi lazım. Her zaman onun bir insan olmadığını ama rahatlıkla da etkileşim kurabileceğini bilmesi gerekiyor. Bu kapsamda robotun yüzünde mimikler olmalı mı, kendi duygularını ifade etmeli mi, etmemeli mi, nasıl etmeli, ne kadar gerçekçi olmalı gibi sorular etrafında çalışıyoruz.

Binnur Görer- Normalde insan-insan etkileşimlerinde konuştuğumuz ya da vermek istediğimiz bilgilerin neredeyse %55 kadarı konuşma üzerinden değil, ifadeler, hareketler, mimikler ya da jestler üzerinden karşı tarafa taşınıyor. Dolayısıyla bizim söylediğimiz kelimelerin içeriğinden ziyade, onlar da çok önemli. Biz o yüzden öncelikli olarak o kısımları nasıl analiz edebiliriz, ona bakıyoruz. Yani kişinin bana söylediği şey olumlu mu olumsuz mu bunu anlamak için söylediği kelimelerin, cümlelerin semantik anlamından öte, kişi o anda yüz ifadesi olarak nasıl bir yüz ifadesine bürünüyor, nasıl hareketler yapıyor, bakarken direkt bana mı bakıyor yoksa çevreye mi bakıyor gibi  özelliklere bakarak karar vermeye çalışıyoruz. İnsandan gelen bu sinyalleri alarak robotun ulaşmak istediği duygusal duruma, insanı o duruma götürebilmesi için nasıl tepkiler vermeli, robot duygusal olarak neler yapmalı bunları araştırıyoruz. Birçok senaryo spesifik olabiliyor; örneğin robot bir eğitmen durumundaysa daha farklı bir model geliştirmesi gerekiyor ya da bir arkadaş robotsa sizle günlük bir şey üzerinden tartışma yapıyorsa daha farklı ifadeler sergilemesi gerekiyor. Farklı duygusal durumları biz genelde üç kanal üzerinden gösteriyoruz; “dominance” denen bir kanal var orada siz mi daha baskınsınız o iletişimi yönetmede, karşı taraf mı, “pozitiflik/negatiflik” var, bir de “heyacanlı/sakin” olma eksenlerinde değişen duygu durumları var. Bunlara göre karar vermeye çalışıyoruz.

Robot-insan etkileşimi

Burada amaçlanan insanın duygu durumlarına göre robotun konuşması ve reaksiyon vermesini sağlamak değil mi?

Binnur Görer- Evet, robot ondan bağımsız olarak tepki verdiği zaman aralarındaki iletişim çok kolay bir şekilde kopuyor, çünkü siz fark ediyorsunuz ki robot sizi gözlemlemiyor, o çok önemli bir şey. Onunla gerçekten sosyal bir varlık olarak iletişime geçebilmeniz için robotun sizi gözlemlediğini sizden input aldığını bilmeniz çok önemli.  Kişiden gelen bu duygusal sinyalleri kullanarak ben ne zaman ve nasıl bir feedback vermeliyim sorusunu araştırıyoruz.

Robotun yüz ifadelerini anlamlandırması için nasıl bir çalışma yürütüyorsunuz?

Binnur Görer: Yüzdeki ifadeyi anlamak için çok farklı metotlar geliştirilebiliyor. Temel duygu durumlarını genellikle altı duyguyla gösteriyorlar: Mutluluk, üzüntü, şaşkın olma, korkma, iğrenme, korku… Bunları kullanarak yapılan deneylerin genelde gerçek dünyaya çok uygulanabilir olduğunu görmüyoruz, çünkü yapılan çalışmaların çoğunda şöyle durumlar oluyor; laboratuvar çalışmaları düzenleniyor, insanlar getirilip belirli duyguları göstermesi bekleniyor. Robotun onlara tepki vererek bir şey yapması bekleniyor. Bu ifadeleri iyi şekilde yapabilmesi için aktörleri kullanıyorlar, çünkü aktörler bunu açık, abartılı bir şekilde gösteriyorlar ama biz çok ufak detaylarla gösteriyoruz.

Biz insanlar olarak bu detayları tanıyabiliyoruz. Birinin bu söylediğim şeyden çok hoşnut olmadığını anlamam için karşımda sessizce üzülerek yarım saat oturması gerekmiyor, zaten öyle davranmıyoruz. Bu çok yeni bir araştırma alanı aslında. İnsan robot etkileşiminin 10-15 senelik bir temeli var. O yüzden şimdiye kadar olan şeyler belirli hipotezleri ya da teoremleri doğrulayacak şekilde geliştiriliyor ama çok uygulanabilir ve de dinamik değil.

Levent Akın: Dinamik değil çünkü mesela sizin şu anki resminize bakalım. Bu resim bir şey söylüyor ama siz durmuyorsunuz ki konuşuyorsunuz, hareket ediyorsunuz. Yenilikten kastım gerçek bir etkileşim içindesiniz. Yüzünüzün konumu her an değişiyor.

Binnur Görer: O yüzden bunların ötesine geçip uzun süreli öğrenme ve etkileşim modelleri kurulmaya çalışılıyor, bizim yapmak istediğimiz de bu. Uzun süreli etkileşimlerle robotun bunu öğrenmesini bekliyoruz.

İbrahim Özcan:  ‘’Boğaziçi University Social Robotic Assisstant” ya da kısaca BUSRA adını verdiğim bir robot yüzü üzerine çalıştım. Duyguları ifade edebilmek için bu yüzün altı farklı duygu durumunu da gösterebilecek şekilde olması gerekiyordu. Binnur’la konuşarak hangi serbestlik derecelerine sahip olması gerektiğine baktık. Gözleri için çekmeli -itmeli tendon sistemleri  kullandık. Ağız yapısını ise kolay yapılabilir, üretilebilir ama çok fazla serbestlik derecesinde olan bir başka şekil bulamadığım için kendim tasarladım.

Dudak olarak yaylar kullandık.  Biz konuşurken a,o, u gibi sesler çıkarabiliyoruz. Robotta o etkiyi verebilmek için o yayları kullandık.  Hem konuşmak  için hem de kendini ifade edebilmek için mimikleri var. Bu aslında konuşan bir sistem. Siz robotla konuşurken sizin ne dediğinizi anlıyor ve basit cevaplar verebiliyor. Şimdiki süreçte statik bir durumdan farklı olarak, insani etkileşim için konuşurken ağız hareketlerinin insan benzeri şekilde olmasını sağlamaya çalışıyoruz.

Peki kullanım alanı olarak örneğin sağlık ya da özel başka bir alanda mı kullanılacak bu robot?

Levent Akın -Yapay zekâ sistemleriyle bu tür şeyleri yapmak mümkün. Tabii onun için başka girdiler de lazım. Bunu robot kullanmadan yapabilen sistemler var yani mutlaka bir robot doktor olması gerekmiyor. Onlar daha çok uzman sistemler dediğimiz sistemler, biz ise daha çok robotik etkileşim tarafına bakıyoruz. Yani bu robot sıradan bir bakıcı olabilir , tıp doktoru olması gerekmiyor. Ama bunun bile ne kadar karmaşık bir sistem olduğunu görüyoruz.

Bu insansı robot ayaklı olmayacak, hareketi için farklı bir sistem düşündünüz sanırız?

Levent Akın -İnsansı robot dediğimiz zaman çift bacaklı bir robottan bahsetmiyoruz. Niye bahsetmiyoruz? Bunu yapabiliriz, fakat robotun yürümesi çok zor bir problem. Halbuki tekerlekli bir sistemin stabilitesi çok daha fazla. Robotun insanlarla sürekli ve düzenli etkileşimde olabilmesi için hareketlerinin de düzgün olması lazım. Tekerleği bunun için kullanıyoruz.

Bu projenin ürüne dönüşmesi için ne kadar süre öngörüyorsunuz?

Levent Akın- Henüz başındayız, birkaç yıl sürebilir.  Birkaç problem üzerinde çalışıyoruz, örneğin araştırmacımız Yiğit Yıldırım’ın  üzerinde uğraştığı insanlı ortamda dolaşma problemi var.  Bir diğer araştırmacımız İbrahim Özcan yüzler konusunda çalışıyor. Etik konusunda çalışan bir başka arkadaşımız var. Örneğin robot bir odaya girdi, bu herhangi bir oda mı yoksa kaldığı evin yatak odası mı? Bunu anlaması lazım, eşyaları anlaması lazım, hatta ilerisinde eşyaların yerlerini hatırlayıp onları yanlış yere konmuş deyip düzenlemesi lazım. Buna benzer çok sayıda problem var. Bunların üzerinde de uğraşıyoruz. Aynı zamanda burada çeşitli sensörler kullanıyoruz, o sensörler giderek çok daha ayrıntılı girdi veren ve çok daha ucuz sistemler haline geliyor. Bu gelişmeler bizi daha fazla ilerletecek diye düşünüyorum.

İnsansı robotlar konusunda hali hazırda piyasada bazı geliştirilmiş modeller görüyoruz son yıllarda…

Levent Akın- İnsanlarda genellikle bilim kurgu filmlerinin de etkisiyle robot deyince tekerlekli değil de insana benzer bir şey anlaşılıyor. Bu, insanların psikolojik bir tepkisi halbuki mühendislik açısından baktığınız zaman amaca yönelik bir proje olması lazım. Pek çok problem var; bunlardan birisi ucuz yapmanız lazım, diğeri insanın onu kullanabilir olması lazım ve de insanın onu gerçekten o işe yarayacağına inanması lazım. İşe yarayacağına inanması için de onunla etkileşim kurabilmesi lazım. Bizim şu anda konuştuğumuz konu onunla ilgili. Bu robotun sağlayabileceği birtakım hizmetler var, o hizmetleri de yapabiliyor olması lazım. Bizim açımızdan bunlar da oldukça zor problemler.

Peki sizin geliştireceğiniz robot duyguları nasıl anlayacak?

Levent Akın- Şöyle düşünelim; mesela biz sizinle ilk defa tanışıyoruz: Birbirimiz hakkında çok fikrimiz yok ama tanışıklığımız ilerledikçe her birimizin kafamızda bir model oluşmaya başlıyor. Robotun da bunu yapabiliyor olması lazım. Şimdi şuna karşı hiç tepki göstermedi, normalde bu ne demek, robot oradan yeni bilgi edinememiş olabilir ama daha ileride biz susmanızın bir anlamı olduğunu anlıyoruz. İlerideki amacımız ise robotun karşısındaki insana dair kendi kafasında bir model oluşturup ona göre tepki vermesini sağlamak. Robotun vereceği hizmetin mutlaka sağlık veya bakımla ilgisi olması da gerekmiyor.  Robot size bir can yoldaşı da olabilir, sizinle sohbet eder, internete erişerek yeni çıkan kitaplardan söz edebilir…

Robotun öğrenme süreci de nasıl olacak, taklit temelli mi öğrenecek?  

Binnur Görer: Taklitle öğrenme üzerinden konuşursak bilimsel robot gelişiminde şöyle düşünebiliriz; İnsanları ikili, grup içerisinde mesela bizim şu anki iletişimimizi kaydedeceğiz ya da insanların dışarıda bahçede otururkenki iletişimini. Sürekli kaydedeceğiz, elimizde çok fazla data olacak ve bu datalar üzerinden robot öğrenecek eğer bu tür bir sisteme girersek.

Bu robotun bir ismi olacak mı?

Binnur Görer: Tezimi önerdiğimde “I am for you’’ demiştim. Özellikle duygusal anlamda destekleyeceği için öyle bir isim koymuştum. Şimdilik başka bir şey düşünmedik.

Bu projede aynı zamanda gerçek bir insan- robot arkadaşlığı söz konusu değil mi?

Levent Akın- Kişinin robotun onu tanıdığını, onun günden güne nasıl geliştiğini hissetmesi onun çok daha bu etkinliğe katılmasını sağlayacak.Evet, bizim amacımız da bu. Uzun vadede etkileşimde bulunan bir robot ve bir insandan bahsediyoruz. Beklentimiz insanların hayatını kolaylaştırmak, uzun vadede sadece istedikleri şeyleri yapmasını sağlamak.

Araştırmacıların desteklenmesi lazım

Yapay zekâ alanında sizlerin Boğaziçi’nde geliştirdiği öncü projeleri bir tarafa koyarsak, ülkemizin bu alandaki performansını dünyayla kıyaslamak gerekirse neler söylemek istersiniz?

Levent Akın- Bence en önemli eksiklik insan kaynağı ve yapay zekâ alanında gerekli eğitim. Yapay zekâ üstünde çalışabilmek için bilgisayar mühendisliği dışında başka dallarda da ek eğitim almak gerekiyor. Yabancı dil (İngilizce) bilmek gerekiyor. Çünkü eğitim için gerekli kaynakların nerdeyse tamamı İngilizce. Çok iyi programlama yapabilmek ve sabırla çalışmak gerekiyor.

 

Ülkemizde bu alanda araştırmalar çok büyük oranda üniversitelerde yapılıyor. Hâlbuki ABD’de ve diğer birçok gelişmiş ülkede araştırma özellikle özel şirketlerde yapılıyor. Türkiye’deki mevcut şirketlerin vizyonları bana göre çok kısıtlı, kısa vadede hemen kâr elde etmeyi amaçlıyorlar, uzun vadede çok daha fazla getirisi olacak projelere kaynak ayırmıyorlar. Bu nedenle yapay zekâ konusundaki start-upları desteklemek daha çok ürün ortaya çıkmasını sağlayabilir. TÜBİTAK da desteklediği projelerde asıl kaynağın insan kaynağı olduğunu göz ardı etmemeli. Bu projelerde çalışan genç araştırmacılara üniversitelerdeki araştırma görevlilerinin aldıklarının yarısı kadar ücret ödeniyor. Bu gençlere ödenen ücretler şirketlerde genellikle daha da yüksek. Bu nedenle akademik amaçlı uzun vadeli projelerde çalışacak araştırmacı bulmak çok zor oluyor ve bulunan araştırmacılar da genellikle daha iyi ücretli (genellikle yapay zekâ dışı) bir iş bulur bulmaz araştırma projelerinden ayrılıyorlar. Daha da önemlisi, dünyada da araştırmacıya çok ihtiyaç olduğu için yetişmiş araştırmacılar için de çok talep var.

 

Linkedin’de yapılan bir araştırmaya göre dünyada şu anda yaklaşık 1.900.000 yapay zekâ mühendisi var. Bunlardan 1 milyon tanesi ABD’de. Çin’in bile 50.000 mühendisi var. People’s Daily gazetesine göre Çin’in yakın gelecekte 5 milyon yapay zekâ mühendisine ihtiyaç duyacağı öngörülüyor. Çin’in ayırdığı kaynak oldukça yüksek olmasına karşın ABD’de yapay zekâ eğitimi veren kurum sayısı Çin’inkinin altı katı.

 

Bunun dışında başta AB olmak üzere yol haritaları çoktan yapılmış ve yatırımlar, eğitim gibi konular buna göre yönlendiriliyor. Türkiye’nin de gerekli kaynakları mobilize edecek bir yapay zekâ yol haritası oluşturması gerekiyor. Bu haritada kısa ve uzun vadeli hedefler ve insan kaynağı yetiştirilmesi, proje destekleri gibi konuların yer alması ve sadakatle gerektiğinde güncellenerek uygulanması gerekiyor.

Araştırmacı Binnu Görer’in ‘’Real time imitation of facial expressions on Robotic Head Fritz’’ videosunu izlemek için:

https://www.youtube.com/watch?v=r-lir13v7CM

 

 

Söyleşi: Özgür Duygu Durgun-Gizem Seher / Kurumsal İletişim Ofisi

Fotoğraflar: Kenan Özcan

 

Galeri 3 Fotoğraf