Bakterijos tai daro. Virusai tai daro. Kirminai, žinduoliai, net bitės - jie visi tai daro. Kiekvienas gyvas daiktas Žemėje dauginasi, nesvarbu, ar jis yra seksualus (nuobodus), ar seksualinis (įdomus). Robotai to nedaro. Plieno mašinos nėra labai suinteresuotos reprodukcija. Bet gal jie gali išmokti. Evoliuciniai robotikos mokslininkai bando priversti mašinas prisitaikyti prie pasaulio ir galiausiai daugintis savarankiškai, kaip ir biologiniai organizmai.
Pavyzdžiui, kažkada du robotai, ypač gerai pritaikyti konkrečioje aplinkoje, galės sujungti savo genus (gerai, kodas), kad sukurtų mažą robotų vaiką, naudodami 3D spausdintuvą, kuris turės dviejų jo protėvių galią. Jei šis požiūris suveiktų, tai galėtų paskatinti robotus, kurie konstruoja patys, sukurdami puikiai pritaikytas morfologijas ir elgesį, apie kurį niekada nesvajojo žmonių inžinieriai.
- „Salik.biz“
Robotų vaikai
Atrodo keista ir šiek tiek neramina, tačiau evoliucinė robotika jau daro tokius fantastiškus projektus. Pavyzdžiui, Australijoje inžinieriai praėjusiais metais sukūrė robotų kojas, iš pradžių atsitiktinai sugeneravę 20 formų. Atlikdami virtualų modeliavimą, jie patikrino, kaip gerai kiekvienas iš jų vaikščios skirtingais paviršiais, tai yra, išbandė „tinkamumą“tinkamiausiam išgyventi. Tada jie paėmė geriausius atlikėjus ir „suporuodavo“į juos panašias kojas - tai yra vaikus. Tyrėjai tai darė iš kartos į kartą ir sukūrė kojas, kurios stebėtinai buvo pritaikytos vaikščioti kietu gruntu, žvyru ar vandeniu. Dizainai yra beprotiški - kaip ir medžiai, šokantys „Fortnite“šokius (gerai tinka tvirtam pagrindui)ir keistai deformuotos dramblio kojos (tinka vandeniui).
Kokia pagrindinė idėja? Tradiciškai, kai inžinieriai pradeda kurti robotą, jie linkę pasitelkti senas idėjas. Kodėl roveriai turi šešis ratus? Mat šešiaratės mašinos anksčiau gerai veikė „Mars“. Tačiau dizaineriai galbūt kažko praleido. Evoliucijos grožis yra tas, kad ji nuolat susiduria su beprotiškomis idėjomis. Pavyzdžiui, niekas nėra sukūręs grybelio, kuris leistų skverbtis ir kontroliuoti skruzdėlynus lietaus miške - tai neįprasta strategija, atsirandanti dėl atsitiktinių mutacijų generavimo ir natūralios atrankos.
Kaip ir gamtoje, robotų rūšių evoliuciją lems mutacijos. Svarbu įvairovė. Kai du organizmai gimdo vaiką, jų genai susijungia, tačiau į juos patenka ir mutacijos, dėl kurių vaikas gali atsirasti unikalių bruožų, pavyzdžiui, šiek tiek pakitęs sparnų piešinys. Tokia mutacija priverčia palikuonis daugiau ar mažiau prisitaikyti prie tam tikros aplinkos. Jei tai yra nepalanki mutacija, gyvūnas neatsinaujina taip efektyviai (arba visai neatsinaujina), o šie mutanto genai nėra perduodami kitai kartai.
Pažiūrėkite, koks yra informatiko Gush Ayben iš Amsterdamo laisvojo universiteto tyrimas. Jis paima du gana paprastus robotus, susidedančius iš sujungtų modulių, ir juos sujungia, derindamas jų „genomus“, pernešančius informaciją, tarkime, apie spalvas. Tai taip pat prideda triukšmą prie šio duomenų derinio, kuris imituoja biologinę mutaciją, šiek tiek pakeisdamas palikuonis taip, kad jie nėra tik tėvų derinys. „Vienas iš tėvų yra visiškai žalias, kitas - visiškai mėlynas“, - sako Ayben. Vaikui kai kurie moduliai bus mėlyni, kiti - žali, bet galva balta. Tai yra mutacinis poveikis “.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Ir įvykus šiam pokyčiui, robotų dizaine atsiranda nauja kūrybiškumo rūšis. „Tai suteikia įvairovę ir galimybę tyrinėti dizaino erdvės sritis, į kurias paprastai neįeisite“, - sako tyrėjas Davidas Howardas, sukūręs besivystančią kojų sistemą ir neseniai paskelbęs straipsnį apie evoliucinę robotiką „Nature Machine Intelligence“. "Vienas iš dalykų, padarančių natūralią evoliuciją galinga, yra mintis, kad ji iš tikrųjų gali pritaikyti tvarinį savo aplinkoje."
Idėja yra, kad robotai panašiu būdu galėtų prisitaikyti prie nišų konkrečioje aplinkoje. Tarkime, kad norite roboto, kuris vienas pats galėtų tyrinėti džiungles. Tai reiškia, kad reikia algoritmų, kontroliuojančių jo judėjimą per augmeniją, taip pat morfologijos, tinkančios tankioms miško aplinkoms (taigi, rotorių nėra). Pirmiausia turite modeliuoti šią navigacijos aplinką, pasirinkti ir pasirinkti tuos robotus, kurie atlieka geriausią darbą, o tada remdamiesi suprojektuoti šiek tiek modifikuotas fizikos mašinas.
„Mes baigėme daugybe mažų robotų, kuriuos buvo paprasta ir pigu gaminti“, - sako Howardas. "Mes juos išsiųsime, o kai kurie bus geresni už kitus". Jei robotas negrįžta, tada jis netinka - natūrali atranka veikiant. Tie, kurie tai padarys, pradės naujos kartos, kuri bus automatiškai atspausdinta 3D formatu. Taigi, robotų rūšys vystosi. Howardas mano, kad tokios sistemos bus įprastos per 20 metų.
Beje, apie 3D spausdintuvus
Medžiagos, iš kurių bus gaminami šie robotai, kelia mažai problemų. „Jei 3D spausdinimas vystosi greičiau, ši idėja tampa realybe, tačiau šiuolaikiniai spausdintuvai veikia labai lėtai“, - sako Juanas Cristobalas Zagalas, studijuojantis evoliucinę robotiką Čilės universitete. Tiek mašinos, tiek spausdintos medžiagos yra labai brangios. Bet 3D spausdintuvai jau gali dirbti su įvairiomis medžiagomis, įskaitant metalą, ir tai padarys juos greitesnius ir pigesnius.
Apskritai, šių robotų diapazonas ir apimtis daugiausia priklausys nuo to, kaip šios evoliucijos sistemos kūrybiškai panaudos medžiagas. Kurdami įprastus robotus, inžinieriai žino, kokias medžiagas naudoti - nuo varikliuose esančio metalo iki anglies pluošto galūnėse - ir šios žinios išsivystė per dešimtmečius trukusių tyrimų. Tačiau evoliuciniai robotai atveria naują požiūrį į medžiagų naudojimą. Galbūt plastikinė koja geriau vaikščios tam tikroje aplinkoje nei anglies pluoštas. Jei robotas išgyvena, tada komponentų ir medžiagų derinyje yra kažkas, kas jį pritaikė darbui, arba evoliucine prasme, jo niša.
Kaip manote, ar evoliuciniai robotai turi ateitį?
Ilja Khel