विकसित, स्व-प्रतिकृति रोबोट अंतरिक्ष को उपनिवेश बनाने के लिए तैयार हैं

"अगर आप चाहें तो हम रोबोट को डिजाइन करने का एक बिल्कुल नया तरीका ईजाद करने की कोशिश कर रहे हैं, जिसमें वास्तव में डिजाइनिंग के लिए इंसानों की जरूरत नहीं होगी," उन्होंने कहा। एलन विनफील्ड. “हम किसानों की तरह कृत्रिम चयन के समकक्ष मशीन या रोबोट विकसित कर रहे हैं न केवल सदियों से, बल्कि सहस्राब्दियों से ऐसा करते आ रहे हैं... हमारी रुचि प्रजनन में है रोबोट. मेरा शाब्दिक अर्थ यही है।"

विनफील्ड, जो 1980 के दशक की शुरुआत से सॉफ्टवेयर और रोबोटिक सिस्टम के साथ काम कर रहे हैं, यूनिवर्सिटी ऑफ वेस्ट इंग्लैंड (यूडब्ल्यूई) में ब्रिस्टल रोबोटिक्स लैब में कॉग्निटिव रोबोटिक्स के प्रोफेसर हैं। वह भी इसके पीछे के दिमागों में से एक है स्वायत्त रोबोट विकास (एआरई) परियोजना, यूडब्ल्यूई, यॉर्क विश्वविद्यालय, एडिनबर्ग नेपियर विश्वविद्यालय, सुंदरलैंड विश्वविद्यालय और व्रीजे यूनिवर्सिटिट एम्स्टर्डम द्वारा किया गया एक बहुवर्षीय प्रयास है। इसके रचनाकारों को उम्मीद है कि यह रोबोटों के डिज़ाइन और निर्माण के तरीके को बदल देगा। और यह सब विकासवादी जीव विज्ञान से एक पृष्ठ उधार लेने के कारण है।

ARE के पीछे की अवधारणा, कम से कम काल्पनिक रूप से, सरल है। आप कितनी विज्ञान कथा फिल्मों के बारे में सोच सकते हैं जिनमें निडर खोजकर्ताओं का एक समूह किसी ग्रह पर उतरता है और, योजना बनाने के अपने सर्वोत्तम प्रयासों के बावजूद, वे किसी भी चीज के लिए खुद को पूरी तरह से तैयार नहीं पाते हैं सामना करना? यह किसी भी दुर्गम परिदृश्य के लिए वास्तविकता है जिसमें हम रोबोट भेजना चाहते हैं, खासकर जब वे स्थान करोड़ों मील दूर हो सकते हैं, जैसा कि अन्य स्थानों की खोज और संभावित निवास के मामले में होता है ग्रह. वर्तमान में, रोबोट पसंद करते हैं मंगल रोवर पृथ्वी पर हमारी अपेक्षाओं के अनुसार बनाए गए हैं कि जब वे आएंगे तो उन्हें क्या मिलेगा। रोबोटिस्ट यही दृष्टिकोण अपनाते हैं क्योंकि, कोई अन्य विकल्प उपलब्ध नहीं है।

लेकिन क्या होगा यदि एक प्रकार की लघु फैक्ट्री को तैनात करना संभव हो - जिसमें विशेष सॉफ्टवेयर, 3 डी प्रिंटर, रोबोट हथियार और शामिल हों अन्य असेंबली उपकरण - जो कि किसी भी स्थिति के आधार पर नए प्रकार के कस्टम रोबोट का निर्माण करने में सक्षम था उतरना? इन रोबोटों को पर्यावरणीय कारकों और उनके लिए आवश्यक कार्यों दोनों के अनुसार निखारा जा सकता है। इसके अलावा, वास्तविक दुनिया और कम्प्यूटेशनल विकास के संयोजन का उपयोग करके, इन रोबोटों की क्रमिक पीढ़ियों को इन चुनौतियों में और भी बेहतर बनाया जा सकता है। ऑटोनॉमस रोबोट इवोल्यूशन टीम इसी पर काम कर रही है।

"विचार यह है कि आप जिस ग्रह पर उतरते हैं वह रोबोटों का एक समूह नहीं है, यह वास्तव में रोबोफैब्स का एक समूह है," विनफील्ड ने डिजिटल ट्रेंड्स को बताया कि वे और उनके जांचकर्ताओं की टीम रोबोट फैब्रिकेटर हैं इमारत। “रोबोफैब्स द्वारा निर्मित रोबोटों का वस्तुतः वास्तविक ग्रह में परीक्षण किया जाता है पर्यावरण और, बहुत जल्दी, आप पता लगा लेते हैं कि कौन सा सफल होने वाला है और कौन सा नहीं हैं।"

मैट हेलब्रिस्टल रोबोटिक्स लैब में एक पोस्टडॉक, जो रोबोफैब का निर्माण कर रहा है और उस प्रक्रिया को डिजाइन कर रहा है जिसके द्वारा यह भौतिक रोबोट का निर्माण करता है, डिजिटल को बताया रुझान: "मेरे लिए मुख्य विशेषता यह है कि एक भौतिक रोबोट बनाया जाएगा जिसे किसी व्यक्ति द्वारा डिज़ाइन नहीं किया गया था, बल्कि स्वचालित रूप से विकासवादी द्वारा डिज़ाइन किया गया था कलन विधि। इसके अलावा, भौतिक दुनिया में इस व्यक्ति का व्यवहार विकासवादी एल्गोरिदम में वापस आ जाएगा, और इस प्रकार यह तय करने में मदद मिलेगी कि आगे कौन से रोबोट का उत्पादन किया जाएगा।

इवोस्फेयर में आपका स्वागत है

सॉफ़्टवेयर के माध्यम से विकासवादी प्रक्रियाओं की नकल करना एक ऐसी अवधारणा है जिसे कम से कम 1940 के दशक में खोजा गया है, वही दशक कौन सा ENIAC, एक 32-टन का कोलोसस, जो दुनिया का पहला प्रोग्राम करने योग्य, सामान्य-उद्देश्यीय इलेक्ट्रॉनिक डिजिटल कंप्यूटर था, को पहली बार चालू किया गया था समय। उस दशक के बाद के वर्षों में, गणितज्ञ जॉन वॉन न्यूमैन ने सुझाव दिया कि एक कृत्रिम मशीन हो सकती है निर्मित जो स्वयं-प्रतिकृति करने में सक्षम था - जिसका अर्थ है कि यह स्वयं की प्रतियां बनाएगा, जो फिर और अधिक बना सकता है प्रतिलिपियाँ।

वॉन न्यूमैन की अवधारणा, जो कृत्रिम बुद्धिमत्ता से आधे दशक से भी पहले की थी, क्रांतिकारी थी। इसने उस क्षेत्र में रुचि जगाई जिसे कंप्यूटर के संयोजन आर्टिफिशियल लाइफ या एलाइफ के रूप में जाना जाता है विज्ञान और जैव रसायन जो कंप्यूटर के उपयोग के माध्यम से प्राकृतिक जीवन और विकास का अनुकरण करने का प्रयास करता है अनुकरण.

विकासवादी एल्गोरिदम ने वास्तविक वास्तविक दुनिया का वादा दिखाया है। उदाहरण के लिए, नासा के पूर्व वैज्ञानिक और Google इंजीनियर जेसन लोहन द्वारा बनाए गए आनुवंशिक एल्गोरिदम का उपयोग वास्तविक नासा अंतरिक्ष अभियानों में उपयोग किए जाने वाले उपग्रह घटकों को डिजाइन करने के लिए किया गया था। "मैं प्राकृतिक चयन की शक्ति से रोमांचित था," लोहन ने मुझे मेरी पुस्तक के लिए बताया सोचने वाली मशीनें. लोह्न के उपग्रह घटक के बारे में चौंकाने वाली बात यह थी कि इसे कई एल्गोरिदम द्वारा दोहराया गया था पीढ़ियों, यह है कि यह न केवल किसी भी मानव डिजाइन से बेहतर काम करता था, बल्कि यह पूरी तरह से समझ से बाहर था उन्हें भी. लोहन को "मुड़ी हुई पेपर क्लिप" जैसा दिखने वाला घटक याद आया।

एआरई टीम इसी बात को लेकर उत्साहित है - कि इस विकासवादी प्रक्रिया का उपयोग करके जो रोबोट बनाए जा सकते हैं, उन्हें इस तरह से अनुकूलित किया जा सकता है कि कोई भी मानव निर्माता कभी सपने में भी नहीं सोच सकता है। विनफील्ड ने कहा, "यहां तक ​​कि जब हम पर्यावरण को पूरी तरह से अच्छी तरह से जानते हैं, तब भी कृत्रिम विकास ऐसे समाधान लेकर आ सकता है जो इतने नए हैं कि किसी भी इंसान ने उनके बारे में नहीं सोचा होगा।"

एआरई परियोजना के दो मुख्य भाग हैं "इवोस्फेयर।" सॉफ़्टवेयर पहलू को इकोसिस्टम मैनेजर कहा जाता है। विनफील्ड ने कहा कि यह यह निर्धारित करने के लिए जिम्मेदार है कि "कौन से रोबोट को जोड़ा जाएगा।" यह संभोग प्रक्रिया नई पीढ़ियों के रोबोटों को अविश्वसनीय रूप से तेज़ी से पुनरावृत्त करने के लिए विकासवादी एल्गोरिदम का उपयोग करती है। सॉफ़्टवेयर प्रक्रिया ऐसे किसी भी रोबोट को फ़िल्टर कर देती है जो स्पष्ट रूप से अव्यवहार्य हो सकता है, या तो विनिर्माण चुनौतियों या स्पष्ट रूप से त्रुटिपूर्ण डिज़ाइन के कारण, जैसे कि अंदर से बाहर दिखाई देने वाला रोबोट। "बाल" रोबोट एक नियंत्रित आभासी वातावरण में सीखते हैं जहां सफलता को पुरस्कृत किया जाएगा। सबसे सफल लोगों का आनुवंशिक कोड प्रजनन के लिए उपलब्ध कराया जाता है।

सबसे होनहार उम्मीदवारों को निर्माण और परीक्षण के लिए रोबोफैब को भेजा जाता है। रोबोफैब में एक 3डी प्रिंटर (मौजूदा मॉडल में एक, अंततः तीन) होता है जो रोबोट को सौंपने से पहले रोबोट के कंकाल को प्रिंट करता है। विनफ़ील्ड जिसे "अंग" कहता है उसे जोड़ने के लिए हाथ। ये पहियों, सीपीयू, लाइट सेंसर, सर्वो मोटर्स और अन्य घटकों को संदर्भित करते हैं जिन्हें आसानी से नहीं जोड़ा जा सकता है 3डी-मुद्रित। अंत में, रोबोट का हाथ रोबोट को पूरा करने के लिए प्रत्येक अंग को मुख्य शरीर से जोड़ता है।

विनफील्ड ने कहा, "मैं बहुत अधिक तकनीकी नहीं कहूंगा, लेकिन सिमुलेशन में विकास के साथ एक समस्या है जिसे हम वास्तविकता अंतर कहते हैं।" "इसका मतलब यह है कि जो सामान विशेष रूप से सिमुलेशन में विकसित किया गया है वह आम तौर पर बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है जब आप इसे वास्तविक दुनिया में चलाने का प्रयास करते हैं। [उसका कारण यह है] क्योंकि अनुकरण एक सरलीकरण है, यह वास्तविक दुनिया का एक अमूर्त रूप है। आप सीमित कंप्यूटिंग बजट पर 100% निष्ठा के साथ वास्तविक दुनिया का अनुकरण नहीं कर सकते।

जितना हो सके प्रयास करें, वास्तविक दुनिया की वास्तविक गतिशीलता का अनुकरण करना कठिन है। उदाहरण के लिए, जो हरकत सिद्धांत में काम करती है वह गड़बड़ वास्तविकता में काम नहीं कर सकती है। हो सकता है कि सेंसर सिमुलेशन में उपलब्ध स्वच्छ रीडिंग प्रदान न करें, बल्कि जानकारी का अस्पष्ट अनुमान प्रदान करें।

सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर दोनों को फीडबैक लूप में जोड़कर, एआरई शोधकर्ताओं का मानना ​​​​है कि उन्होंने इस समस्या को हल करने की दिशा में एक बड़ा कदम उठाया होगा। जैसे-जैसे भौतिक रोबोट इधर-उधर घूमते हैं, उनकी सफलताओं और असफलताओं को इकोसिस्टम मैनेजर सॉफ्टवेयर में वापस फीड किया जा सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि अगली पीढ़ी के रोबोट और भी बेहतर रूप से अनुकूलित हैं।

अनजाने प्रतिकृतियों का जोखिम

विनफील्ड ने कहा, "बड़ी उम्मीद यह है कि अगले 12 महीनों के दौरान, हम स्टार्ट बटन दबा सकेंगे और इस पूरी प्रक्रिया को स्वचालित रूप से चलते हुए देख सकेंगे।"

हालाँकि, यह अंतरिक्ष में नहीं होगा। प्रारंभ में, इस शोध के लिए अनुप्रयोगों में पृथ्वी पर 0n दुर्गम परिदृश्यों पर ध्यान केंद्रित करने की अधिक संभावना है, जैसे कि परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को बंद करने में मदद करना। हेल ​​ने कहा कि "वास्तविक दुनिया में कार्य करने वाले विकसित रोबोटों के लिए पूरी तरह से स्वायत्त प्रणाली का अंतिम लक्ष्य कई दशक दूर है," हालांकि इस बीच, पहलू इस परियोजना के - जैसे कि विनफील्ड के शब्दों में, रोबोटों की "विषम आबादी विकसित करने" के लिए आनुवंशिक एल्गोरिदम का उपयोग - उपयोगी प्रगति को करीब लाएगा घर।

परियोजना के हिस्से के रूप में, टीम अपने कार्यों को ओपन-सोर्स तरीके से जारी करने की योजना बना रही है, ताकि अन्य लोग चाहें तो इवोस्फेयर का निर्माण कर सकें। “इसे एक कण त्वरक के समकक्ष के रूप में कल्पना करें, इसके अलावा, अध्ययन करने के बजाय प्राथमिक कण, हम मस्तिष्क-शरीर सह-विकास और उसके सभी पहलुओं का अध्ययन कर रहे हैं," विनफील्ड कहा।

जहां तक ​​अंतरिक्ष में स्व-प्रतिकृति रोबोटों की समयसीमा का सवाल है, तो उनके सेवानिवृत्त होने के बाद यह काफी समय तक चलने की संभावना है। क्या वह ऐसे समय की भविष्यवाणी करता है जब हमारे पास स्व-प्रतिकृति अंतरिक्ष रोबोटों की कॉलोनियाँ होंगी? हाँ, चेतावनियों के साथ. “तथ्य यह है कि आप इस प्रणाली को इलेक्ट्रॉनिक्स की सीमित आपूर्ति वाले ग्रह पर भेज रहे हैं, सीमित आपूर्ति के साथ सेंसर, मोटरों की सीमित आपूर्ति का मतलब है कि चीजें भाग नहीं सकतीं क्योंकि वे सीमित संसाधन हैं,'' उन्होंने कहा कहा। “वे संसाधन कम हो जाएंगे क्योंकि समय के साथ हिस्से विफल हो जाएंगे, इसलिए एक तरह से, आपके पास एक अंतर्निहित समय है सीमा इस तथ्य के कारण है कि वे सभी घटक अंततः विफल हो जाएंगे - जिसमें रोबोफैब्स भी शामिल है खुद।"

वह परियोजना के इस "सुरक्षा पहलू" को स्पष्ट करने के इच्छुक थे, जो संभवतः तब तक अस्तित्व में रहेगा जब तक ऐसा नहीं होगा। रोबोटों के लिए अपने आस-पास से सामग्री एकत्र करना और उनका उपयोग महत्वपूर्ण अंग घटकों को 3डी-प्रिंट करने में करना संभव है।

"कारण यह है कि हम उस दृष्टिकोण को पसंद करते हैं जिसमें हार्डवेयर का एक केंद्रीकृत हिस्सा है क्योंकि प्रक्रिया को रोकना आसान है, प्रक्रिया को खत्म करना आसान है," उन्होंने कहा। “हम जिस चीज़ को ख़त्म नहीं करना चाहते वह अनजाने में पैदा हो रही है वॉन न्यूमैन प्रतिकृतियां. यह बहुत बुरा विचार होगा।”

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