Р оботите вече могат да се размножават, да се обучават и да еволюират, предаде сп. „Ню сайънтист“. Машините, които може да създават свое „потомство“, може да ни помогнат да чистим замърсени ядрени обекти, да изследват астероиди и да правят далечни планети пригодни за живот.
Роботите извървяха дълъг път през изминалия век, откакто чешкият писател Карел Чапек измисли тази дума, за да опише изкуствени автомати. По-рано те можеха да се видят само във фабриките, но сега са навсякъде – от военните и медицината до образованието и подземното спасяване.
Хората създават роботи, които могат да творят, да засаждат дървета, да карат скейтборд и да изследват океанските дълбини. Изглежда няма край разнообразието от задачи, които можем да възложим на една машина.
Но какво става, ако не знаем на какво точно трябва да е способен нашият робот? Може да искаме той да очисти последствията от ядрена авария, където не е безопасно да се пратят хора, да изследва астероиди и да „тераформира“ далечни планети. Бихме могли просто да ги проектираме така, че да се справят с всякакви предизвикателства, с каквито може да се сблъскат, и да им стискаме палци.
Има обаче по-добра алтернатива: да се поучим от еволюцията и да създаваме роботи, които може да се адаптират към тяхната среда.
Това звучи доста преувеличено, но точно това правят Ема Харт и нейните колеги от проекта „Еволюция на автономните роботи“ в Йоркския университет. Британските учени вече са създали роботи, които може да се „съешават“ и да се „размножават“, за да създават нови модели, които се изграждат автономно.
Нещо повече, използвайки еволюционните механизми за вариация и оцеляване на най-подготвените, в рамките на няколко поколения тези роботи могат да оптимизират дизайна си.
Ако това се увенчае с успех, може да стане начин да произвеждаме роботи, които да се адаптират към трудни, динамични среди, без пряк човешки надзор. Това е проект с огромен потенциал, но не без големи предизвикателства и етични последици.
Към скелет, отпечатан с 3D принтер (горе вляво), се добавят крайници и мозък (горе вдясно), преди новият робот да се сглоби и приведе в движение.
Идеята да се използват еволюционни принципи, за да се проектират предмети, може да се проследи до началото на 60-те години на ХХ в. и произхода на еволюционните изчисления.
Тогава група германски студенти по инженерство измислиха първата „еволюционна стратегия“. Техният новаторски алгоритъм пораждаше цяла гама от модели и след това подбираше серия от тях, като даваше предимство на високопродуктивните, за да се надгражда при последващите повторения.
Когато това се приложи към решаването на инженерен проблем от реалния свят, това не само оптимизира дизайна на една дюза, но и създаде краен продукт, като процесът на създаването му може да се опише като творчески – едно от най-ценените качества в биологичната еволюция.
Роботите вече могат да намират изхода от лабиринт.
Оттогава настъпи постепенна промяна в способността ни да прилагаме изкуствената еволюция към проектирането на предмети. Огромното нарастване на изчислителната мощ позволи на компютрите да изработват поколения от модели за кратко време и да пораждат симулации с висока достоверност на истински среди, при които да ги тестват.
Междувременно напредъкът в еволюционната теория на изчисленията даде резултат във формата на по-добри начини да се представя информацията, от която се правят моделите – тяхната виртуална ДНК, и да я манипулираме, когато се ражда „потомство“, за да се отразяват огледално процесите в природата. Те включват мутацията и рекомбинацията на ДНК, което създава генетично разнообразие.
Примерите на еволюционен дизайн варират от маси до нови молекули с желани функции. Още през 2006 г. НАСА изпрати в Космоса сателит с комуникационна антена, създадена чрез изкуствена еволюция.
Консултативният съвет на проекта Еволюция на автономните роботи
Но проектирането на роботи носи и ново предизвикателство: също като телата те имат нужда от мозъци, които да интерпретират информацията от средата и да я превеждат в желано поведение.
В ранния етап на еволюционната роботика проблемът се решаваше чрез адаптирането на мозъка към еволюиралия дизайн на тялото. През нашия век обаче това се промени към едновременна еволюция на тялото и мозъка на робота. Учените от Йоркския университет използват за целта изкуствен генетичен код. Еволюцията се извършва в затворен обект, наречен „ЕвоСфера“.
Там всеки робот минава през триетапен цикъл – производство, обучение и тестване, който наричат „триъгълника на живота“. Изпитанията се провеждат в макет на вътрешността на ядрен реактор. Роботът трябва да пречиства радиоактивни отпадъци, което изисква да преодолява различни пречки и да идентифицира боклуците. Всеки получава оценка, въз основа на която се прави подбор. По този начин се решава кои роботи да се „размножат“.
След това софтуер извършва мутация и рекомбинация на ДНК на двама „родители“, за да се създаде нов робот, готов за възпроизвеждане. По този начин се затваря „триъгълникът на живота“.
Стефан Цончев
