Η μινιμαλιστική γραμματικής της κίνησης

Έχει δειχθεί ότι γλώσσα και κίνηση μοιράζονται μια κοινή νευρολογική βάση και πιο συγκεκριμένα μια κοινή “σύνταξη”, μια κοινή ιεραρχική και συνθετική οργάνωση. Ενώ υπάρχουν γραμματικοί φορμαλισμοί και σχετιζόμενα διαφοροποιητικά ή παραγωγικά υπολογιστικά μοντέλα για τη δομή της γλώσσας, δεν υπάρχουν αντίστοιχοι φορμαλισμοί και μοντέλα για τη δομή της κίνησης. Εντούτοις, η δομική πρόσεγγιση στη μελέτη της κίνησης έχει σημαντική επίδραση στην εκμάθηση δραστηριοτήτων και τη γενίκευσή τους, τόσο στην έρευνα της ανθρώπινης νόησης, όσο και στην υπολογιστική έρευνα. Αναπτύξαμε μια μινιμαλιστική γραμματική της κίνησης, μια φορμαλιστική περιγραφή της δομής της κίνησης, η οποία χρησιμοποιεί το υπόδειγμα της παραγωγικής μετασχηματιστικής γραμματικής του Τσόμσκυ και τεκμηριώνεται με νευροβιολογικά ευρήματα. Παρόλο που υπάρχει πληθώρα γραμματικών για την περιγραφή της δομής της γλώσσας, επιλέξαμε την προσέγγιση του Τσόμσκυ και πιο συγκεκριμένα την πιο πρόσφατη εξέλιξή της, το Μινιμαλιστικό Πρόγραμμα. Ο κύριος λόγος αυτής της επιλογής ήταν το γεγονός ότι αυτό το πλαίσιο είναι το αποκορύφωμα μιας προσπάθειας να περιγραφεί και να εξηγηθεί η σύνταξη στη γλώσσα με αρχές και παραμέτρους που δεν είναι συνδεδεμένες με την ιδιοσυγκρασία του ανθρώπινου γλωσσικού συστήματος, αλλά, αντιθέτως ενδέχεται να έχουν αντιστοιχίες με άλλα βιολογικά συστήματα. Ως εκ τούτου, αυτή η προσέγγιση επιτρέπει να αναζητηθούν καθολικές έννοιες όχι μόνο στις δομές των διαφορετικών ανθρωπίνων γλωσσών, αλλά και στο φάσμα της φυσικής γλώσσας σε μη-συμβολικούς αισθητηριοκινητικούς χώρους, όπως η ανθρώπινη κίνηση.
Η παραγωγική μας γραμματική της κίνησης αποτελείται από ένα σύνολο τερματικών και μη-τερματικών συμβόλων, χαρακτηριστικών και κανόνων παραγωγής στον αισθητηριοκινητικό χώρο. Η ανάγκη της συμπλήρωσης των τιμών των χαρακτηριστικών της κίνησης, οδηγεί τη συγχώνευση των συστατικών της κίνησης σε δυαδικές δομές οργανωμένες ιεραρχικά σε χρονικές ακολουθίες κινήσεων αυξανόμενης πολυπλοκότητας. Αυτά τα χαρακτηριστικά-κλειδιά είναι το εργαλείο μιας κίνησης, το επηρεαζόμενο αντικείμενο και ο τελικός σκοπός. Ένα ελάσσον σύνολο από κανόνες παραγωγής (στο οποίο τα συμπληρώματα μιας κίνησης, δηλαδή το εργαλείο και το αντικείμενο, έχουν πρωταρχικό ρόλο) εφαρμόζονται αναδρομικά παράγοντας δένδρα κίνησης, ενώ ένας αναλυτής χτίζει τέτοια δένδρα από κάτω προς τα πάνω αντιμετωπίζοντας ταυτόχρονα ούρια και πραγματική αναδρομή (δηλ. διακοπτόμενες δομές κίνησης και μακρινές εξαρτήσεις). Αναδρομή, συγχώνευση και μετακίνηση, παρουσιάζονται ως μηχανισμοί που εκδηλώνονται όχι μόνο στην γλώσσα, αλλά και στην ανθρώπινη κίνηση.
ΕΠΤΑ ΧΡΟΝΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ POETICON
Μερικά από τα θεμελιώδη στοιχεία έρευνας και ανάπτυξης στο ΙΓΕΤ εκπορεύονται από τη σειρά ερευνητικών έργων POETICON. Το POETICON είναι ένα διεπιστημονικό έργο στους τομείς των Γνωσιακών Συστημάτων και της Ρομποτικής, χρηματοδοτούμενο από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Ξεκίνησε τον Ιανουάριο του 2008, συνεχίστηκε ως POETICON++ τον Ιανουάριο του 2012 και βρίσκεται στον έβδομο χρόνο αδιάλειπτης και εστιασμένης έρευνας. Το POETICON ξεκίνησε με ένα φιλόδοξο στόχο βασικής έρευνας: να διερευνήσει και να μοντελοποιήσει την «ποιητική της καθημερινότητας», δηλαδή τη σύνθεση αισθητηριοκινητικών αναπαραστάσεων και φυσικής γλώσσας στην καθημερινή αλληλεπίδραση των ανθρώπων· κάτι που σχετίζεται με το βασικό ερώτημα στο χώρο της Τεχνητής Νοημοσύνης σχετικά με το «πώς αναδύεται το νόημα». Το πρόβλημα αυτό προσεγγίστηκε από μια Ενσώματη και Δρώσα Γνωσιακή οπτική (Embodied and Enactive Cognition). Αναπτύχθηκαν βασικά εργαλεία για την ανάλυση της γλώσσας, της όρασης και της κίνησης και διερευνήθηκε η μοντελοποίηση της ενοποίησής τους με δυναμικό τρόπο. Πειραματική έρευνα έδωσε τροφή στην ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών, ενώ η χρήση μιας ανθρωπόμορφης ρομποτικής πλατφόρμας συνεισέφερε στην επίδειξη τού τι μπορεί να πετύχει για τα Γνωσιακά Συστήματα η πραγματικά ενιαία επεξεργασία των τριών διαφορετικών γνωσιακών λειτουργιών.
Το POETICON++ χτίζει πάνω σε αυτά τα προκαταρκτικά αποτελέσματα υποστηρίζοντας πως τα ρομπότ χρειάζονται τη φυσική γλώσσα για ελεγχόμενη γενίκευση επίκτητων συμπεριφορών και για δημιουργικότητα. Κύριος στόχος του είναι η ανάπτυξη ενός πρωτοποριακού υπολογιστικού μηχανισμού για αξιόπιστη γενίκευση κινήσεων και οπτικών εμπειριών για ρομπότ που θα αξιοποιεί την ιεραρχική και παραγωγική φύση της γλώσσας για «ευρετηρίαση» (ονοματοδοσία) αισθητηριοκινητικών εμπειριών σε διάφορα επίπεδα αφαίρεσης. Ο μηχανισμός ενοποιεί εργαλεία επεξεργασίας φυσικής γλώσσας και αναγνώρισης οπτικών ενεργειών και αντικειμένων με προηγμένες ικανότητες χειρισμού και κίνησης, ικανότητες αυτόνομης εξερεύνησης δυνατοτήτων χρήσης των αντικειμένων (affordance-based self exploration) και ένα νευρωνικό δίκτυο εκμάθησης γλώσσας και κίνησης για: α) παραγωγή συμπεριφορών μέσω φωνητικών εντολών, και β) αναγνώριση οπτικών σκηνών από ανθρωποειδή.
Το POETICON συντονίζεται από τη διευθύντρια του ΙΓΕΤ και συγκεντρώνει μια διεθνή ομάδα επιστημονικών υπευθύνων και των εργαστηρίων τους, περιλαμβανομένων των Καθ. Γιάννη Αλοίμονου (Πανεπιστήμιο του Μέρυλαντ), Καθ. Giulio Sandini, Καθ. Luciano Fadiga και Καθ. Giorgio Metta (Ιταλικό Τεχνολογικό Ινστιτούτο, Ιταλία), Καθ. Angelo Cangelosi (Πανεπιστήμιο του Πλύμουθ) και Καθ. Jose Santos Victor (Ανώτατο Τεχνολογικό Ινστιτούτο, Πορτογαλία).