インターフェースの身体性

「有限性、適応性、自律性を持った構造化インターフェース」としての、身体の面白さについて。

身体が生む小さく浅い世界

人工知能は計算的に「深い」アルゴリズムを使うから、外乱に対して弱い。

入力のわずかな変動が、出力においては大きな、予測不可能な変動を生んでしまう。計算的に深いプログラムは、ノイズの少ない、シミュレーション世界では上手に機能するけれど、実世界では役に立たない。

大きすぎる問題は、解くことができない。実世界という、あいまいで変動幅の大きな問題は、 AI にとっては要求される計算量が莫大になりすぎてしまう。

対象とする問題を強引に「小さく」できるなら、計算量をそれだけ減らすことができる。

「脳単体」としては存在し得ない人間の脳は、「身体」というインターフェースを介して世界と接する。身体は、知性と世界との界面に介在して、脳からみた見かけ上の世界を、小さくすることに成功している。

身体は物理的な制約を持っている。

水晶体を通じて網膜に入ってくる情報量は莫大だけれど、網膜は情報の削減を行っている。網膜には「見たいものしか見えない」制御がかかっているし、眼球に対して全く動かないものは、認識され難い。

関節の自由度や軟らかさ、手足の長さのようなパラメーターは、身体を、「こう歩くしかない」ありかたでしか効率的に歩けないよう束縛している。スライムみたいな構造に比べれば、人体というのは圧倒的に不自由だけれど、動作の制御に要する計算量は、それだけ少なく済んでいる。

脳から見た世界は、AI とは異なっている。身体を持たない、莫大な情報量を持った実世界と、直接対峙することを強制されるAI と違って、身体を通じて脳から見える世界というのは、少ない情報量と、少ない制御で介入可能な、「小さくて浅い」構造になっている。

人工知能研究者が志向する「実世界で動く AI」は、本物の脳に比べて、最初から不利な条件を背負わされている。

差分抽出器としての身体

身体という構造は、世界から与えられる「外乱」によって変形して、それまでの形と、外乱を加えられた後の形とを比較した「差分」を抽出する。

身体が行う「動作」は、たぶん関節の差分情報として記録されている。

何か動作を行う際には、中枢は、その差分情報を身体に入力する。身体は、今ある環境に対して自らを安定させようと適応するから、身体がおかれているた環境と、中枢から送られた差分情報とは、身体を通じて統合され、新たな状況に適応した結果が、「動作」として出力される。

最も簡単な「身体系」として、筋肉と健、関節を仮定する。

筋肉の役割を持ったモーターに、腱の代わりにバネをつないで、関節にそれらを固定しただけ。関節には角度センサーがついていて、モーターは、関節の角度を一定に保つよう、センサーからフィードバックを受ける
外から関節を曲げると、バネが引き伸ばされて、関節は曲る。センサーは角度の変化を出力する。モーターに差分情報が入力されて、関節は元の形に戻ろうとする
中枢は、「角度の差分情報」として、動作を指示することになる。モーターは動いて、関節に加わる力と、バネの張力とが安定した時点で、関節の角度が決まる
バネを持った、モーターの力に上限がある「関節」は、バネに加わる張力が最小になるよう、状況に応じて自らの形態を変化させる

いくつかの関節を統合して、これらに周期的に「差分情報」を加えていくと、歩行が発生する。足に入力される歩行情報は、環境が変化しても変わらないのに、関節は状況に適応するから、外からそれを見ると、あたかも複雑な制御を行っているかのように見える。

「学習」もまた、身体という差分抽出器を通じて行うことができる。動作を「差分情報の集積」として直接記述するのは困難だけれど、リハビリテーションのように、身体を外部から動かせば、身体はそこから差分情報を抽出して、中枢に記録する。

外乱から差分を抽出して、差分から動作を創造する。身体というものは、こんな双方向性を持っている。

身体は、実世界から与えられる外乱と、中枢からの指示とを区別できないし、またその必要もないのだと思う。

知性にとって身体とは何か

恐らくは知性を表現する、あるいは感じるためには、身体というものが欠かせない。「ソラリス」みたいな、「身体を伴わない知性」を作るのは難しいし、そんな存在が本当にいたところで、人にはそれを認識できない。

身体を持たない、純粋な人工知能は、世界を記述可能なものとして規定して、実世界に存在するすべての情報を「見える」ものとして取り込もうとしする。 AI の振舞いを細かく制御するほどに、情報の粒度を上げるほどに情報は増えて、計算量はますます多くなる。

身体を持つロボットにとって、制御装置から見える「世界」とは「身体」。ロボットは、身体を上手に動かすことだけを目的にすればいいから、制御の対象は記述可能で、しかも十分に小さい。

視覚や触覚も、「身体的な何か」を通じて知覚される。

眼球は画像を認識するために、常に細かく振動していて、画像は動作を通じて知覚されるし、触覚もまた、「なぞり動作」を通じて、はじめて知覚され、出力される。

外界とのインターフェースに「身体的な構造」を記述することが、きっと役に立つのだと思う。

何かのサービスを提供するときなども、外乱に対して安定な状態を志向する、自律的な、適応的な、そんな構造を仲介させることで、ユーザー側からも、こちら側からも、「身体インターフェース」を介して同じ立場でやりとりができる。

そんなサービスは、ユーザー側からは、恐らく「知的に」見えるはずだし、サービスを提供する側からは、顧客がどんな振舞いをしようとも、予期せぬ出来事が原理的に発生しない。

身体に相当する構造を持たない組織とか、職業は、たぶんインターフェース部分でのトラブルを避けられない。医療とか、教育とか、あるいは「役所仕事」に代表される業界にはこの構造が欠けていて、ユーザー側からそれを見ると、すごく頭が悪く見えるし、こちら側もまた、ユーザーの振舞いを予想できないから、トラブルを回避できない。

ロボット工学の人達がいくら頑張ろうとも、身体は本来、医療が独占している分野。新しい考えかたとかサービスのありかたなんかは、あるいはこれから、きっと整形外科医あたりから出てくるのだと思う。