Bakterije to storijo. Virusi to počnejo. Črvi, sesalci, celo čebele - vsi to počnejo. Vsaka živa stvar na Zemlji se reproducira, pa naj bo to aseksualna (dolgočasna) ali seksualna (zabavna). Roboti tega ne počnejo. Jekleni stroji niso zelo zainteresirani za razmnoževanje. Morda pa se lahko naučijo. Znanstveniki evolucijske robotike poskušajo prisiliti stroje, da se prilagodijo svetu in se na koncu razmnožujejo sami, kot biološki organizmi.
Na primer, nekega dne bosta dva robota, ki sta še posebej dobro prilagojena določenemu okolju, lahko združila svoje gene (v redu, koda) in ustvarila majhnega otroka robota s pomočjo 3D-tiskalnika, ki bo imel moč svojih dveh prednikov. Če bi ta pristop deloval, bi lahko privedli do robotov, ki se sami konstruirajo, kar bi ustvarilo popolnoma prilagojene morfologije in vedenja, o katerih človeški inženirji niso nikoli sanjali.
Otroci robota
Zdi se mi nenavadno in malo nerodno, toda evolucijska robotika že dela tako fantastične projekte. Inženirji v Avstraliji so na primer lani razvili robotske noge in sprva naključno ustvarili 20 oblik. V virtualni simulaciji so preizkusili, kako dobro bi vsak od njih hodil po različnih površinah, torej preizkusil "primernost" v smislu preživetja najmočnejših. Nato so vzeli najboljše izvajalce in jih "seznanili", da so izdelali podobne noge - torej otroke. Raziskovalci so to počeli znova in znova, generacija za generacijo, in ustvarili noge, ki so bile presenetljivo prilagojene za hojo po trdih tleh, gramozu ali vodi. Oblikovanja so nora - kot drevesi, ki plešejo Fortnite plese (dobro za trdna tla)in nenavadno deformirane slonove noge (dobro za vodo).
Kaj je glavna ideja? Tradicionalno, ko inženirji začnejo oblikovati robota, ponavadi uporabljajo stare ideje. Zakaj imajo roverji šest koles? Ker so avtomobili s šestimi kolesi že prej dobro sodelovali na Marsu. Vendar so oblikovalci morda kaj zamudili. Lepota evolucije je v tem, da se nenehno spopada z norimi idejami. Nihče, na primer, ni razvil glive za prodiranje in zatiranje mravelj v deževnem gozdu - nenavadna strategija, ki izhaja iz generacije naključnih mutacij in naravne selekcije.
Evolucija vrst robotov je tako kot v naravi tudi mutacija. Raznolikost je pomembna. Ko dva organizma rodijo otroka, se njihovi geni združijo, v njih pa vstopijo tudi mutacije, kar lahko privede do pojava edinstvenih lastnosti pri otroku, kot je rahlo spremenjen vzorec na krilih. Zaradi takšne mutacije se potomci bolj ali manj prilagodijo določenemu okolju. Če gre za neugodno mutacijo, se žival ne razmnožuje tako učinkovito (ali pa se sploh ne razmnožuje) in ti mutirani geni se ne prenesejo na naslednje generacije.
Poglejte, kaj namerava računalničar Gush Ayben z Free University of Amsterdam. Vzame dva relativno preprosta robota, sestavljena iz povezanih modulov, in ju združuje, združujeta njihove "genome", ki prenašajo informacije, recimo o obarvanosti. Hkrati tej podatkovni kombinaciji doda hrup, ki posnema biološko mutacijo in rahlo spremeni potomce, tako da niso zgolj starševska mešanica. "Eden od staršev je popolnoma zelen, drugi pa je popolnoma modre barve," pravi Ayben. "Za otroka bodo nekateri moduli modre barve, nekateri zeleni, glava pa je bela. To je mutacijski učinek."
Promocijski video:
In s to spremembo se v robotskem oblikovanju pojavlja nova vrsta ustvarjalnosti. "To vam ponuja raznolikost in možnost raziskovanja področij oblikovalskega prostora, ki jih običajno ne bi zajeli," pravi raziskovalec David Howard, ki je razvil razvijajoči se sistem nog in pred kratkim objavil prispevek o evolucijski robotiki v Nature Machine Intelligence. "Ena od stvari, zaradi katere je naravna evolucija močna, je ideja, da lahko bitje dejansko prilagodi svojemu okolju."
Ideja je, da bi se roboti na podoben način prilagodili nišam v določenem okolju. Recimo, da želite robota, ki lahko raziskuje džunglo sam. To pomeni, da potrebuje algoritme, ki nadzorujejo, kako se premika skozi rastlinje, pa tudi morfologijo, ki ustreza gostemu gozdu (torej brez rotorjev). Najprej morate modelirati to navigacijsko okolje, izbrati in izbrati tiste robote, ki opravljajo najboljše delo, in nato na podlagi tega oblikovati nekoliko spremenjene fizikalne stroje.
"Končali smo z veliko majhnimi roboti, ki so bili preprosti in poceni izdelati," pravi Howard. "Odposlali jih bomo in nekateri bodo boljši od drugih." Če se robot ne vrne, potem ni "primeren" - naravna selekcija v akciji. Tisti, ki to storijo, bodo začeli novo generacijo, ki bo samodejno natisnjena 3D. Tako se razvijajo robotske vrste. Howard verjame, da bodo takšni sistemi pogosti čez 20 let.
Mimogrede, o 3D-tiskalnikih
Materiali, iz katerih bodo izdelani ti roboti, predstavljajo malo težav. "Če se 3D tiskanje hitreje razvija, bo ta ideja postala resničnost, a sodobni tiskalniki so zelo počasni," pravi Juan Cristobal Zagal, ki na univerzi v Čilu študira evolucijsko robotiko. Stroji in tiskani materiali so zelo dragi. Toda 3D tiskalniki že lahko delajo z najrazličnejšimi materiali, vključno s kovino, in s tem bodo hitrejši in cenejši.
Na splošno sta obseg in obseg teh robotov v veliki meri odvisna od tega, kako se ti evolucijski sistemi ustvarjajo z materiali. Pri izdelavi običajnih robotov inženirji vedo, katere materiale uporabiti, od kovin v motorjih do ogljikovih vlaken v okončinah - in to znanje se je razvijalo v desetletjih raziskav. Vendar evolucijski roboti odpirajo nov pristop k uporabi materialov. Morda bo plastična noga boljša pri hoji v določenem okolju kot ogljikova vlakna. Če robot preživi, potem je nekaj v kombinaciji komponent in materialov, zaradi česar je primeren za delo, ali v evolucijskem smislu v njegovo nišo.
Ali menite, da imajo evolucijski roboti prihodnost?
Ilya Khel
