Bakterie to dělají. Viry to dokáží. Červi, savci, dokonce i včely - všichni to dělají. Každá živá bytost na Zemi se reprodukuje, ať už je to asexuální (nudná) nebo sexuální (zábavná). Roboti to nedělají. Ocelářské stroje se o reprodukci příliš nezajímají. Ale možná se mohou učit. Evoluční robotičtí vědci se snaží donutit stroje, aby se přizpůsobily světu a nakonec se samy rozmnožily jako biologické organismy.
Například jednoho dne budou dva roboti, kteří jsou zvláště dobře přizpůsobeni určitému prostředí, schopni kombinovat své geny (dobře, kód) a vytvořit malé dítě robota pomocí 3D tiskárny, která bude mít sílu svých dvou předků. Pokud by tento přístup fungoval, mohlo by to vést k robotům, kteří se konstruují sami, a vytvoří dokonale přizpůsobené morfologie a chování, o kterých lidští inženýři nikdy nesnili.
Robot děti
Vypadá to divně a trochu znepokojivě, ale vývojová robotika již takové fantastické projekty dělá. Například inženýři v Austrálii v loňském roce vyvinuli robotické nohy, nejprve náhodně vytvořili 20 tvarů. Ve virtuální simulaci testovali, jak dobře by každý z nich chodil po různých površích, tj. Testoval „vhodnost“z hlediska přežití nejvhodnějších. Potom vzali ty nejlepší umělce a „spárovali“je, aby vytvořili podobné nohy - to znamená děti. Vědci to dělali znovu a znovu, z generace na generaci, a vytvořili nohy, které byly překvapivě přizpůsobeny pro chůzi po tvrdé zemi, štěrku nebo vodě. Návrhy jsou šílené - jako lidé ze stromu tančící Fortnite tance (dobré pro solidní půdu)a podivně deformované nohy slonů (dobré pro vodu).
Jaký je hlavní nápad? Tradičně, když inženýři začnou navrhovat robota, mají tendenci používat staré nápady. Proč mají vozítka šest kol? Protože šestikolová auta na Marsu fungovala dobře. Návrhářům však možná něco uniklo. Krása evoluce spočívá v tom, že neustále naráží na bláznivé nápady. Například nikdo nevyvinul houbu pro pronikání a kontrolu mravenců v deštném pralese - neobvyklá strategie, která vychází z generování náhodných mutací a přirozeného výběru.
Evoluce robotických druhů bude stejně jako v přírodě určovat mutace. Odrůda je důležitá. Když dva organismy produkují dítě, jejich geny se kombinují, ale do nich vstupují také mutace, které mohou vést k výskytu jedinečných zvláštností v dítěti, jako je například mírně změněný vzor na křídlech. Tento druh mutace způsobí, že se potomci více či méně přizpůsobí konkrétnímu prostředí. Pokud je to nepříznivá mutace, zvíře se nereprodukuje tak účinně (nebo se vůbec nereprodukuje) a tyto mutantní geny se nepřenesou na další generaci.
Podívejte se, co počítačový vědec Gush Ayben ze Svobodné univerzity v Amsterdamu dokáže. Bere dva relativně jednoduché roboty, skládající se z připojených modulů, a kombinuje je, kombinuje jejich „genomy“, které nesou informace, řekněme, o zbarvení. Do této datové kombinace také přidává šum, který napodobuje biologickou mutaci a mírně mění potomstvo, takže nejde jen o rodičovskou směs. "Jeden rodič je úplně zelený, druhý je úplně modrý," říká Ayben. "Pro dítě budou některé moduly modré, jiné zelené, ale hlava je bílá." To je mutační účinek. “
Propagační video:
A s touto změnou se v robotickém designu objevuje nový druh kreativity. "Poskytuje vám rozmanitost a schopnost prozkoumat oblasti designového prostoru, do kterého normálně nepatříte," říká výzkumník David Howard, který vyvinul vyvíjející se systém nohou a nedávno publikoval referát o evoluční robotice ve službě Nature Machine Intelligence. "Jedna z věcí, která dělá přirozenou evoluci silnou, je myšlenka, že dokáže skutečně přizpůsobit stvoření svému prostředí."
Cílem je, aby se roboti podobným způsobem přizpůsobili výklenkům v konkrétním prostředí. Řekněme, že chcete robota, který dokáže prozkoumat džungli sám. To znamená, že potřebuje algoritmy, které řídí, jak se pohybuje vegetací, a také morfologii, která vyhovuje hustému lesu (takže žádné rotory). Nejprve musíte modelovat toto navigační prostředí, vybrat a vybrat ty roboty, které vykonávají nejlepší práci, a na základě toho navrhnout mírně upravené fyzikální stroje.
"Skončili jsme s mnoha malými roboty, které byly jednoduché a levné na výrobu," říká Howard. "Budeme je dodávat a některé budou lepší než ostatní." Pokud se robot nevrátí, není to „fit“- přirozený výběr v akci. Ti, kdo to udělají, začnou novou generaci, která bude automaticky vytištěna ve 3D. Robotické druhy se tak vyvíjejí. Howard věří, že takové systémy budou běžné za 20 let.
Mimochodem, asi 3D tiskárny
Materiály, z nichž budou tyto roboty vyrobeny, představují malý problém. "Pokud se 3D tisk vyvíjí rychleji, stává se tato myšlenka realitou, ale moderní tiskárny jsou velmi pomalé," říká Juan Cristobal Zagal, který studuje vývojovou robotiku na chilské univerzitě. Jak stroje, tak tištěné materiály jsou velmi drahé. 3D tiskárny však již mohou pracovat s různými materiály, včetně kovů, což je zrychlí a zlevní.
Celkově bude rozsah a rozsah těchto robotů do značné míry záviset na tom, jak jsou tyto evoluční systémy kreativní s materiály. Při výrobě konvenčních robotů technici vědí, jaké materiály použít, od kovu v motorech po uhlíkové vlákno v končetinách - a tato znalost se vyvíjí v průběhu desetiletí výzkumu. Evoluční roboti však otevírají nový přístup k používání materiálů. Možná bude plastová noha lepší v chůzi v určitém prostředí než uhlíkové vlákno. Pokud robot přežije, pak existuje něco v kombinaci komponentů a materiálů, díky nimž je vhodný pro práci nebo, v evolučním smyslu, do svého výklenku.
Myslíte si, že evoluční roboti mají budoucnost?
Ilya Khel