Bakteerit tekevät sen. Virukset tekevät sen. Matoja, nisäkkäitä, jopa mehiläisiä - he kaikki tekevät sen. Jokainen maapallon elävä olento lisääntyy, olipa se sitten seksuaalista (tylsää) vai seksuaalista (hauskaa). Robotit eivät tee tätä. Teräskoneet eivät ole kovin kiinnostuneita lisääntymisestä. Mutta ehkä he voivat oppia. Evoluutiorobotiikan tutkijat yrittävät pakottaa koneita sopeutumaan maailmaan ja viime kädessä lisääntymään omillaan, kuten biologiset organismit.
Esimerkiksi jonain päivänä kaksi robottia, jotka ovat erityisen hyvin sopeutuneet tiettyyn ympäristöön, pystyvät yhdistämään geeninsä (okei, koodi) luodakseen pienen robotti lapsen 3D-tulostimella, jolla on sen kahden esi-isänsä voima. Jos tämä lähestymistapa toimii, se voi johtaa robotteihin, jotka rakentavat itsensä ja luovat täysin sopeutuneita morfologioita ja käyttäytymistä, joista ihmisen insinöörit eivät ole koskaan haaveilleet.
Robotti lapset
Vaikuttaa outolta ja hieman huolestuttavalta, mutta evoluutiorobotiikka on jo tekemässä niin fantastisia projekteja. Esimerkiksi Australian insinöörit kehittivät viime vuonna robottijalat, jolloin ne tuottivat satunnaisesti 20 muotoa. Virtuaalisessa simulaatiossa he testasivat, kuinka hyvin kukin heistä kävelisi eri pinnoilla, ts. Testasi "sopivuuden" kovimman selviytymisen kannalta. Sitten he ottivat parhaat esiintyjät ja "pariliitti" heidät tuottamaan samanlaisia jalkoja - eli lapsia. Tutkijat tekivät tämän uudestaan ja uudestaan, sukupolvelta toiselle, ja loivat jalat, jotka olivat yllättävän mukautettuja kävelemään kovalla maaperällä, soralla tai vedellä. Suunnittelut ovat hulluja - kuten puurakenteet, jotka tanssivat Fortnite-tansseja (hyvä vankalle pohjalle)ja omituisen muodonmuutos elefantin jalat (hyvä vedelle).
Mikä on pääidea? Perinteisesti, kun insinöörit alkavat suunnitella robottia, he yleensä käyttävät vanhoja ideoita. Miksi rovereilla on kuusi pyörää? Koska kuusipyöräiset autot ovat toimineet hyvin Marsilla aiemmin. Suunnittelijat ovat kuitenkin saaneet unohtaa jotain. Evolutionin kauneus on, että se on jatkuvasti hullujen ideoiden vastainen. Kukaan ei esimerkiksi ole kehittänyt sieniä tunkeutumaan ja hallitsemaan muurahaisia sateisessa metsässä - epätavallinen strategia, joka syntyy satunnaisten mutaatioiden luomisesta ja luonnollisesta valinnasta.
Kuten luonnossa, robottilajien kehitystä määräävät mutaatiot. Monimuotoisuus on tärkeää. Kun kaksi organismia tuottaa lapsen, heidän geeninsä yhdistyvät, mutta myös mutaatiot pääsevät heihin, mikä voi johtaa lapseen ainutlaatuisten piirteiden, kuten hiukan muuttuneen siipien kuvion, ilmestymiseen lapsessa. Tällainen mutaatio tekee jälkeläisistä enemmän tai vähemmän sopeutuneita tiettyyn ympäristöön. Jos tämä on epäsuotuisa mutaatio, eläin ei lisääntymään yhtä tehokkaasti (tai ei lisää lisää ollenkaan), ja näitä mutanttigeenejä ei siirretä seuraavalle sukupolvelle.
Katso mitä Amsterdamin vapaan yliopiston tietotekniikan tutkija Gush Ayben on valmis. Hän ottaa kaksi suhteellisen yksinkertaista robottia, jotka koostuvat kytketyistä moduuleista, ja yhdistää ne yhdistämällä niiden "genomit", jotka sisältävät esimerkiksi väritystä koskevia tietoja. Se lisää myös melua tähän datayhdistelmään, joka jäljittelee biologista mutaatiota ja muuttaa hieman jälkeläisiä siten, että ne eivät ole pelkästään vanhempien sekoituksia. "Yksi vanhemmista on täysin vihreää, toinen on täysin sinistä", Ayben sanoo.”Lapselle jotkut moduulit ovat sinisiä, toiset vihreitä, mutta pää on valkoinen. Tämä on mutaatiovaikutus."
Mainosvideo:
Ja tämän muutoksen myötä robottisuunnittelussa syntyy uudenlainen luovuus. "Se antaa sinulle erilaisia mahdollisuuksia ja mahdollisuuden tutkia muotoilutilan alueita, joihin et yleensä mene", sanoo tutkija David Howard, joka on kehittänyt kehittyvän jalkajärjestelmän ja julkaissut äskettäin tutkimuksen evoluutioblastisesta robotista Nature Machine Intelligence -yrityksessä. "Yksi niistä asioista, jotka tekevät luonnollisesta evoluutiosta voimakkaan, on ajatus, että se voi todella mukauttaa olennon ympäristöönsä."
Ajatuksena on, että robotit mukautuvat tietyssä ympäristössä oleviin markkinarakoihin samalla tavalla. Oletetaan, että haluat robotin, joka voi tutkia viidakkoa yksinään. Tämä tarkoittaa, että se tarvitsee algoritmeja, jotka hallitsevat sen liikkumista kasvillisuuden läpi, sekä morfologiaa, joka sopii tiheään metsään (joten ei roottoria). Sinun on ensin mallinnettava tämä navigointiympäristö, poimittava ja valittava robotit, jotka tekevät parhaiten työtä, ja suunnittelemaan tämän perusteella hiukan muokatut fysiikkakoneet.
"Meillä oli paljon pieniä robotteja, jotka olivat yksinkertaisia ja halpoja valmistaa", Howard sanoo. "Lähetämme heidät ja jotkut ovat parempia kuin toiset." Jos robotti ei tule takaisin, niin se ei ole”sovi” - luonnollinen valinta toiminnassa. Ne, jotka tekevät sen, aloittavat uuden sukupolven, joka tulostetaan automaattisesti kolmiulotteisesti. Siksi robottilajit kehittyvät. Howard uskoo, että tällaiset järjestelmät ovat yleisiä 20 vuodessa.
Muuten, 3D-tulostimista
Materiaalit, joista nämä robotit valmistetaan, ovat pieniä ongelmia. "Jos 3D-tulostus kehittyy nopeammin, tästä ideasta tulee totta, mutta nykyaikaiset tulostimet ovat erittäin hitaita", sanoo Juan Cristobal Zagal, joka opiskelee evoluutiorobotiikkaa Chilen yliopistossa. Sekä koneet että painotuotteet ovat erittäin kalliita. Mutta 3D-tulostimet voivat jo toimia monien erilaisten materiaalien kanssa, mukaan lukien metalli, ja tämä tekee niistä nopeampia ja halvempia.
Kaiken kaikkiaan näiden robottien kantama ja laajuus riippuvat suuresti siitä, kuinka nämä evoluutiojärjestelmät luovat materiaaleja. Perinteisiä robotteja valmistettaessa insinöörit tietävät, mitä materiaaleja käytetään, moottorien metalleista raajojen hiilikuituihin - ja tämä tieto on kehittynyt vuosikymmenien tutkimuksen aikana. Evoluutiorobotit avaavat kuitenkin uuden lähestymistavan materiaalien käyttöön. Ehkä muovijalka on parempi kävelemään tietyssä ympäristössä kuin hiilikuitu. Jos robotti selviää, niin komponenttien ja materiaalien yhdistelmässä on jotain, joka teki sen sopivaksi työhön tai evoluutio-merkityksessä kapealleen.
Luuletko evoluutioroboteilla tulevaisuuden?
Ilja Khel
