A baktériumok csinálják. A vírusok megcsinálják. Féregek, emlősök, sőt méhek - mindegyik csinálja. A Földön minden élőlény reprodukálódik, legyen az szexuális (unalmas) vagy szexuális (szórakoztató). A robotok nem ezt teszik. Az acélgépeket nem nagyon érdekli a reprodukció. De talán megtanulhatnak. Az evolúciós robotika tudósai megpróbálják kényszeríteni a gépeket, hogy alkalmazkodjanak a világhoz, és végül önmagukban szaporodjanak, mint például a biológiai organizmusok.
Például egy nap két olyan robot, amely különösen jól alkalmazkodik egy adott környezethez, képes lesz kombinálni a géneit (oké, kód), hogy egy kis robot gyermeket hozzon létre egy 3D nyomtatóval, amelynek két előde hatalma lesz. Ha ez a megközelítés működni fog, olyan robotokhoz vezethet, amelyek magukat építik fel, és tökéletesen adaptált morfológiákat és viselkedést hoznak létre, amelyről az emberi mérnökök még soha nem álmodtak.
Robot gyerekek
Furcsanak és kissé nyugtalanítónak tűnik, de az evolúciós robotika már ilyen fantasztikus projekteket hajt végre. Például az ausztrál mérnökök robotlábakat fejlesztettek ki tavaly, először véletlenszerűen generálva 20 alakot. Virtuális szimulációban megvizsgálták, mennyire jól mennek különféle felületeken, vagyis kipróbálták a legmegfelelőbb túlélés szempontjából való "alkalmasságot". Aztán elvitték a legjobb előadókat és "párosították" őket, hogy hasonló lábakat - vagyis gyerekeket - készítsenek. A kutatók ezt generációnként generációnként újra és újra megtették, és olyan lábakat készítettek, amelyek meglepően alkalmasak voltak a kemény talajon, kavicson vagy vízen való járásra. A tervek őrültek - mint ahogyan a Fortnite táncokat táncolják az emberek (jó a szilárd talajhoz)és furcsán deformált elefántlábak (jó a víz számára).
Mi a fő ötlet? Ha a mérnökök elkezdenek robotot tervezni, hagyományosan régi ötleteket használnak. Miért van a rovernek hat kerék? Mivel a hatkerekű autók már korábban is jól működtek a Marson. A tervezők azonban elmulasztottak valamit. Az evolúció szépsége az, hogy folyamatosan szembesül őrült ötletekkel. Például senki sem fejlesztett ki egy gombát a hangyák behatolására és ellenőrzésére egy esős erdőben - ez egy szokatlan stratégia, amely a véletlenszerű mutációk generációjából és a természetes szelekcióból származik.
Mint a természetben, a mutációk határozzák meg a robotfajok fejlődését. A változatosság fontos. Amikor két organizmus gyermeket termel, a génjeik egyesülnek, de mutációk is bejutnak hozzájuk, ami egyedülálló vonások megjelenését eredményezheti a gyermekben, például egy kissé megváltozott mintázatot a szárnyakon. Az ilyen mutáció miatt az utódok többé-kevésbé alkalmazkodnak egy adott környezethez. Ha ez kedvezőtlen mutáció, az állat nem szaporodik olyan hatékonyan (vagy egyáltalán nem szaporodik), és ezeket a mutáns géneket nem adják tovább a következő generációnak.
Nézze meg, hogy mire számít Gush Ayben az Amszterdami Szabad Egyetemen. Két, viszonylag egyszerű robotot vesz össze, amelyek összekapcsolt modulokból állnak, és egyesíti őket, kombinálva "genomjaikat", amelyek információt hordoznak például a színezésről. A zajt hozzáadja ehhez az adatkombinációhoz is, amely utánozza a biológiai mutációt, kissé megváltoztatva az utódokat, így nemcsak szülői keverékek. "Az egyik szülő teljesen zöld, a másik teljesen kék" - mondja Ayben. „Gyerek számára néhány modul kék, mások zöld, de a fej fehér. Ez mutációs hatás."
Promóciós videó:
És ezzel a változással újfajta kreativitás jelenik meg a robottervezésben. "Ez sokféleséget és lehetőséget kínál arra, hogy felfedezzék a tervezési tér azon területeit, amelyekbe általában nem mennek be" - mondja David Howard kutató, aki kifejlesztette a fejlődő lábrendszert és nemrégiben írt egy cikket az evolúciós robotikáról a Nature Machine Intelligence-ban. "Az egyik dolog, amely erőteljesvé teszi a természetes evolúciót, az az ötlet, hogy valóban alkalmazkodni képes egy teremtményhez a környezetéhez."
Az ötlet az, hogy a robotok hasonló módon alkalmazkodjanak a résekhez egy adott környezetben. Tegyük fel, hogy olyan robotot akar, amely önmagában fedezheti fel a dzsungelét. Ez azt jelenti, hogy algoritmusokra van szükség, amelyek szabályozzák a növényzetben történő mozgást, valamint egy sűrű erdőnek megfelelő morfológiára (tehát nincs rotor). Először meg kell modelleznie ezt a navigációs környezetet, kiválasztania és kiválasztani azokat a robotokat, amelyek a legjobb munkát végzik, majd ennek alapján megtervezni kissé módosított fizikai gépeket.
„Sok kis robotmal végződöttünk, amelyeket egyszerű és olcsó építeni” - mondja Howard. "Kiszállítjuk őket, és egyesek jobbak lesznek, mint mások." Ha a robot nem tér vissza, akkor nem „illeszkedik” - a természetes szelekció a cselekvés során. Azok, akik ezt megteszik, elkezdenek egy új generációt, amelyet automatikusan 3D-ben nyomtatnak. Így robotfajok fejlődnek. Howard szerint az ilyen rendszerek 20 év alatt általánosak lesznek.
Egyébként a 3D nyomtatókról
Azok az anyagok, amelyekből ezeket a robotokat előállítják, kevés problémát jelentenek. „Ha a 3D nyomtatás gyorsabban fejlődik, akkor ez az ötlet valósággá válik, de a modern nyomtatók nagyon lassúak” - mondja Juan Cristobal Zagal, aki a Chilei Egyetemen evolúciós robotikát tanul. Mind a gépek, mind a nyomtatott anyagok nagyon drágák. De a 3D-s nyomtatók már különféle anyagokkal, például fémmel is működhetnek, és ez gyorsabbá és olcsóbbá teszi őket.
Összességében ezeknek a robotoknak a hatótávolsága és hatóköre nagymértékben függ attól, hogy ezek az evolúciós rendszerek hogyan alakulnak kreatív anyaggal. A hagyományos robotok elkészítésekor a mérnökök tudják, milyen anyagokat kell használni, a motorok fémétől a végtagok szénszáláig - és ez az ismeret a kutatások évtizedeiben fejlődik ki. Az evolúciós robotok azonban új megközelítést nyitnak meg az anyagok felhasználása terén. Lehet, hogy egy műanyag láb jobban jár egy bizonyos környezetben, mint a szénszál. Ha a robot túléli, akkor az alkatrészek és anyagok kombinációjában van valami, ami alkalmassá tette a munkára, vagy evolúciós értelemben a rést.
Gondolod, hogy az evolúciós robotoknak van jövője?
Ilya Khel