Bacteriile o fac. Virusii o fac. Viermii, mamiferele, chiar albinele - toate le fac. Fiecare lucru viu de pe Pământ se reproduce, indiferent dacă este asexual (plictisitor) sau sexual (distractiv). Roboții nu fac asta. Mașinile din oțel nu sunt foarte interesate de reproducere. Dar poate că pot învăța. Oamenii de știință robotici evolutivi încearcă să forțeze mașinile să se adapteze lumii și, în final, să se reproducă singure, ca și organismele biologice.
De exemplu, într-o zi doi roboți care sunt deosebit de bine adaptați la un anumit mediu vor putea să-și combine genele (bine, codul) pentru a crea un copil mic robot folosind o imprimantă 3D, care va avea puterea celor doi strămoși ai săi. Dacă această abordare funcționează, ar putea duce la roboți care se construiesc singuri, creând morfologii și comportamente perfect adaptate la care inginerii umani nu au visat niciodată.
Robot copii
Pare ciudat și puțin neliniștitor, dar robotica evolutivă face deja astfel de proiecte fantastice. Inginerii din Australia, de exemplu, au dezvoltat picioare robotice anul trecut, generând întâi la întâmplare 20 de forme. Într-o simulare virtuală, ei au testat cât de bine ar merge fiecare dintre ele pe diferite suprafețe, adică au testat „adecvarea” în ceea ce privește supraviețuirea celui mai potrivit. Apoi au luat cei mai buni interpreți și i-au „împerecheat” pentru a produce picioare similare - adică copii. Cercetătorii au făcut asta din nou, generație după generație, și au creat picioare care au fost adaptate surprinzător pentru mersul pe pământ dur, pietriș sau apă. Modelele sunt nebune - ca și copacul care dansează dansuri Fortnite (bun pentru terenuri solide)și picioarele de elefant ciudat deformate (bune pentru apă).
Care este ideea principală? În mod tradițional, atunci când inginerii încep să proiecteze un robot, ei tind să folosească idei vechi. De ce roverii au șase roți? Pentru că mașinile cu șase roți au funcționat bine pe Marte înainte. Cu toate acestea, este posibil ca designerii să fi ratat ceva. Frumusețea evoluției este că apare constant împotriva ideilor nebunești. Nimeni, de exemplu, nu a dezvoltat o ciupercă pentru a pătrunde și controla furnicile într-o pădure ploioasă - o strategie neobișnuită care vine din generarea de mutații aleatorii și selecția naturală.
Ca și în natură, mutațiile vor determina evoluția speciilor de roboți. Varietatea este importantă. Când două organisme formează un copil, genele lor se combină, dar intră și ele mutații, ceea ce poate duce la apariția unor trăsături unice la copil, cum ar fi un model ușor alterat pe aripi. Acest tip de mutație face ca urmașii să fie mai mult sau mai puțin adaptați la un anumit mediu. Dacă aceasta este o mutație defavorabilă, animalul nu se reproduce la fel de eficient (sau nu se reproduce deloc), iar aceste gene mutante nu sunt transmise generației următoare.
Vedeți ce înseamnă informaticianul Gush Ayben de la Universitatea Liberă din Amsterdam. El ia doi roboți relativ simpli, constând din module conectate și îi combină, combinând „genomii” lor care poartă informații, să zicem, despre colorație. De asemenea, adaugă zgomot la această combinație de date, care imită o mutație biologică, modificând ușor urmașii, astfel încât să nu fie doar un amestec parental. "Un părinte este complet verde, celălalt este complet albastru", spune Ayben. „Pentru un copil, unele module vor fi albastre, altele vor fi verzi, dar capul este alb. Acesta este un efect mutațional."
Video promotional:
Și cu această schimbare, un nou tip de creativitate apare în designul robotizat. „Îți oferă varietate și abilitatea de a explora zone din spațiul de proiectare în care nu ai fi în mod normal”, spune cercetătorul David Howard, care a dezvoltat sistemul de evoluție a picioarelor și a publicat recent o lucrare despre robotica evolutivă în Nature Machine Intelligence. "Unul dintre lucrurile care fac ca evoluția naturală să fie puternică este ideea că poate adapta de fapt o creatură la mediul său."
Ideea este ca roboții să se adapteze la nișele dintr-un mediu specific într-un mod similar. Să zicem că vrei un robot care să poată explora jungla de unul singur. Aceasta înseamnă că are nevoie de algoritmi care să controleze modul în care se deplasează prin vegetație, precum și de o morfologie care să se potrivească cu pădurea densă (deci nu există rotori). Mai întâi trebuie să modelați acest mediu de navigație, să alegeți și să selectați acei roboți care fac cea mai bună treabă și apoi să proiectați mașini fizice ușor modificate pe baza acestui lucru.
„Am terminat cu o mulțime de roboți mici, care erau simple și ieftine de făcut”, spune Howard. „Le vom expedia și unele vor fi mai bune decât altele”. Dacă robotul nu se va întoarce, atunci nu va fi „potrivit” - selecția naturală în acțiune. Cei care o fac vor începe o nouă generație care va fi automat tipărită 3D. Astfel, speciile robotizate evoluează. Howard consideră că astfel de sisteme vor fi obișnuite peste 20 de ani.
Apropo, despre imprimante 3D
Materialele din care vor fi făcuți acești roboți prezintă o mică problemă. „Dacă imprimarea 3D se dezvoltă mai repede, această idee va deveni o realitate, dar imprimantele moderne sunt foarte lente”, spune Juan Cristobal Zagal, care studiază robotica evolutivă la Universitatea din Chile. Atât utilajele, cât și materialele tipărite sunt foarte scumpe. Dar imprimantele 3D pot lucra deja cu o varietate de materiale, inclusiv metal, iar acest lucru le va face mai rapide și mai ieftine.
În general, gama și sfera acestor roboți vor depinde în mare măsură de modul în care aceste sisteme evolutive devin creative cu materialele. Când fac roboți convenționali, inginerii știu ce materiale să folosească, de la metalul în motoare până la fibra de carbon la membre - iar aceste cunoștințe au evoluat de-a lungul deceniilor de cercetare. Totuși, roboții evolutivi deschid o nouă abordare a materialelor. Poate că un picior de plastic va fi mai bun la mersul într-un anumit mediu decât fibra de carbon. Dacă robotul supraviețuiește, atunci există ceva în combinația de componente și materiale care l-au făcut potrivit pentru muncă sau, într-un sens evolutiv, în nișa sa.
Crezi că roboții evolutivi au un viitor?
Ilya Khel
