განვითარებადი, თვითგანმეორებადი რობოტები, რომლებიც მზად არიან კოსმოსის კოლონიზაციისთვის

”ჩვენ ვცდილობთ, თუ გნებავთ, გამოვიგონოთ რობოტების დიზაინის სრულიად ახალი გზა, რომელიც არ მოითხოვს ადამიანისგან რეალურად შექმნას,” - თქვა. ალან ვინფილდი. „ჩვენ ვამუშავებთ მანქანას ან რობოტს ხელოვნური შერჩევის ეკვივალენტს ისე, როგორც ფერმერები ვაკეთებთ არა მხოლოდ საუკუნეების განმავლობაში, არამედ ათასწლეულების განმავლობაში… რაც ჩვენ გვაინტერესებს არის მოშენება რობოტები. ამას ვგულისხმობ სიტყვასიტყვით. ”

უინფილდი, რომელიც მუშაობს პროგრამულ და რობოტულ სისტემებთან 1980-იანი წლების დასაწყისიდან, არის კოგნიტური რობოტიკის პროფესორი ბრისტოლის რობოტიკის ლაბორატორიაში დასავლეთ ინგლისის უნივერსიტეტში (UWE). ის ასევე არის ერთ-ერთი ტვინი უკან ავტონომიური რობოტის ევოლუცია (ARE) პროექტი, მრავალწლიანი ძალისხმევა, რომელსაც ახორციელებს UWE, იორკის უნივერსიტეტი, ედინბურგის ნაპიერის უნივერსიტეტი, სანდერლენდის უნივერსიტეტი და Vrije Universiteit Amsterdam. მისი შემქმნელები იმედოვნებენ, რომ ის შეცვლის რობოტების დაპროექტებას და აგებას. და ეს ყველაფერი ევოლუციური ბიოლოგიიდან გვერდის სესხის წყალობით.

კონცეფცია ARE-ს მიღმა, ყოველ შემთხვევაში, ჰიპოთეტურად მარტივია. რამდენი სამეცნიერო ფანტასტიკის ფილმი შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, სად დაეშვა პლანეტაზე თავხედი მკვლევარების ჯგუფი და, მიუხედავად მათი საუკეთესო მცდელობისა დაგეგმვისა, თავს სრულიად მოუმზადებელი აღმოაჩენენ, რაც არ უნდა მოხდეს შეხვედრა? ეს არის რეალობა ნებისმიერი არასასიამოვნო სცენარისთვის, რომელშიც შეიძლება გვსურს რობოტების გაგზავნა, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ისინი ადგილები შეიძლება იყოს ათობით მილიონი მილის დაშორებით, როგორც ეს ხდება სხვა ადგილების შესწავლისა და შესაძლო საცხოვრებლის შემთხვევაში. პლანეტები. ამჟამად რობოტებს მოსწონთ მარსმავალი აშენებულია დედამიწაზე, ჩვენი მოლოდინების შესაბამისად, თუ რას იპოვიან ისინი ჩამოსვლისას. ეს არის რობოტიკოსების მიდგომა, რადგან სხვა ვარიანტი არ არსებობს.

რა მოხდებოდა, თუ შესაძლებელი იქნებოდა რაიმე სახის მინიატურული ქარხნის განლაგება - რომელიც შედგება სპეციალური პროგრამული უზრუნველყოფის, 3D პრინტერებისგან, რობოტის იარაღისგან და სხვა ასამბლეის მოწყობილობა - რომელმაც შეძლო ახალი ტიპის მორგებული რობოტების დამზადება, იმის მიხედვით, თუ რა პირობებში აღმოჩნდებოდა. სადესანტო? ამ რობოტების დახვეწა შესაძლებელია როგორც გარემო ფაქტორების, ასევე მათგან მოთხოვნილი ამოცანების მიხედვით. უფრო მეტიც, რეალურ სამყაროში და გამოთვლითი ევოლუციის კომბინაციის გამოყენებით, ამ რობოტების თანმიმდევრული თაობები შეიძლება კიდევ უფრო გაუმჯობესდეს ამ გამოწვევებში. სწორედ ამაზე მუშაობს ავტონომიური რობოტების ევოლუციის გუნდი.

„იდეა არის ის, რომ ის, რასაც თქვენ დაეშვებით პლანეტაზე, არ არის რობოტების თაიგული, ეს არის რობოფაბების თაიგული. უინფილდმა განუცხადა Digital Trends-ს და მიუთითა ARE რობოტების შემქმნელებზე, რომლებიც ის და მისი გამომძიებლების გუნდი არიან შენობა. „რობოტები, რომლებსაც შემდეგ აწარმოებენ RoboFabs, ფაქტიურად გამოცდილია რეალურ პლანეტაზე გარემო და ძალიან სწრაფად ხვდები რომელი იქნება წარმატებული და რომელი არ არის."

მეთ ჰეილიბრისტოლის რობოტიკის ლაბორატორიის პოსტდოქტორმა, რომელიც აშენებს RoboFab-ს და აყალიბებს პროცესს, რომლითაც ის აწარმოებს ფიზიკურ რობოტებს, განუცხადა Digital-ს. ტენდენციები: ”ჩემთვის მთავარი მახასიათებელია ის, რომ შეიქმნება ფიზიკური რობოტი, რომელიც არ არის შექმნილი ადამიანის მიერ, არამედ ავტომატურად ევოლუციურის მიერ. ალგორითმი. გარდა ამისა, ამ ინდივიდის ქცევა ფიზიკურ სამყაროში ევოლუციური ალგორითმში იბრუნებს და ამგვარად დაეხმარება იმის გარკვევას, თუ რა რობოტები წარმოიქმნება შემდეგში. ”

კეთილი იყოს თქვენი მობრძანება EvoSphere-ში

ევოლუციური პროცესების მიბაძვა პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით არის კონცეფცია, რომელიც შესწავლილი იყო სულ მცირე 1940-იან წლებში, იმავე ათწლეულში. რომელიც ENIAC, 32 ტონიანი კოლოსი, რომელიც იყო მსოფლიოში პირველი პროგრამირებადი, ზოგადი დანიშნულების ელექტრონული ციფრული კომპიუტერი, პირველად გამოიყენეს. დრო. ამ ათწლეულის ბოლო წლებში მათემატიკოსმა ჯონ ფონ ნეუმანმა თქვა, რომ ხელოვნური მანქანა შეიძლება იყოს აშენდა, რომელსაც შეეძლო თვითრეპლიკაცია - რაც იმას ნიშნავს, რომ ის შექმნიდა თავის ასლებს, რომლებიც შემდგომში უფრო მეტს შექმნიდნენ ასლები.

ფონ ნეუმანის კონცეფცია, რომელიც ხელოვნური ინტელექტის წინ უსწრებდა ნახევარ ათწლეულზე მეტი ხნის განმავლობაში, რევოლუციური იყო. ამან გამოიწვია ინტერესი იმ სფეროს მიმართ, რომელიც ცნობილი გახდა როგორც ხელოვნური სიცოცხლე, ან ALife, კომპიუტერის კომბინაცია. მეცნიერება და ბიოქიმია, რომელიც ცდილობს ბუნებრივი ცხოვრებისა და ევოლუციის სიმულაციას კომპიუტერის გამოყენებით სიმულაციები.

ევოლუციურმა ალგორითმებმა აჩვენეს ნამდვილი დაპირება რეალურ სამყაროში. მაგალითად, NASA-ს ყოფილი მეცნიერისა და Google-ის ინჟინრის ჯეისონ ლონის მიერ შექმნილი გენეტიკური ალგორითმი გამოიყენეს ნასას რეალურ კოსმოსურ მისიებში გამოყენებული სატელიტური კომპონენტების შესაქმნელად. „მე მოხიბლული ვიყავი ბუნებრივი გადარჩევის ძალით“, მითხრა ლონმა ჩემი წიგნისთვის აზროვნების მანქანები. რა იყო შოკისმომგვრელი ლონის თანამგზავრის კომპონენტში, რომელიც ალგორითმმა გაიმეორა ბევრზე თაობების, არის ის, რომ ის არა მხოლოდ უკეთესად მუშაობდა, ვიდრე ნებისმიერი ადამიანის დიზაინი, არამედ სრულიად გაუგებარი იყო მათ ასევე. ლონს ახსოვდა, რომ კომპონენტი "მოხრილი ქაღალდის სამაგრს" ჰგავდა.

ARE გუნდი აღფრთოვანებულია ამით - რომ რობოტები, რომლებიც შეიძლება შეიქმნას ამ ევოლუციური პროცესის გამოყენებით, შეიძლება აღმოჩნდეს ოპტიმიზირებული ისე, რაზეც ვერც ერთი ადამიანის შემქმნელი ვერ იოცნებებდა. „მაშინაც კი, როდესაც ჩვენ მშვენივრად ვიცნობთ გარემოს, ხელოვნურ ევოლუციას შეუძლია ისეთი გადაწყვეტილებების მოძიება, რომლებიც ისეთი ახალია, რომ მათზე არც ერთი ადამიანი იფიქრებდა“, - თქვა უინფილდმა.

ARE პროექტის ორი ძირითადი ნაწილია "ევოსფერო". პროგრამულ ასპექტს ეწოდება ეკოსისტემის მენეჯერი. უინფილდმა თქვა, რომ ის პასუხისმგებელია იმის განსაზღვრაზე, რომ „რომელი რობოტები უნდა შეწყვილდნენ“. ეს შეჯვარების პროცესი იყენებს ევოლუციურ ალგორითმებს რობოტების ახალი თაობის წარმოუდგენლად სწრაფად გამეორებისთვის. პროგრამული უზრუნველყოფის პროცესი ფილტრავს ნებისმიერ რობოტს, რომელიც შეიძლება აშკარად არასიცოცხლისუნარიანი იყოს, წარმოების გამოწვევების ან აშკარად ნაკლოვანებული დიზაინის გამო, როგორიცაა რობოტი, რომელიც შიგნიდან ჩანს. „ბავშვი“ რობოტები სწავლობენ კონტროლირებად ვირტუალურ გარემოში, სადაც წარმატება დაჯილდოვდება. შემდეგ ყველაზე წარმატებულებს მათი გენეტიკური კოდი ხელმისაწვდომია გამრავლებისთვის.

ყველაზე პერსპექტიული კანდიდატები გადაეცემა RoboFab-ს ასაშენებლად და შესამოწმებლად. RoboFab შედგება 3D პრინტერისგან (ერთი ამჟამინდელ მოდელში, სამი საბოლოოდ), რომელიც ბეჭდავს რობოტის ჩონჩხს, სანამ მას რობოტს გადასცემს. მკლავი დასამაგრებლად, რასაც ვინფილდი უწოდებს „ორგანებს“. ეს ეხება ბორბლებს, პროცესორებს, სინათლის სენსორებს, სერვო ძრავებს და სხვა კომპონენტებს, რომლებიც ადვილად შეუძლებელია 3D-დაბეჭდილი. საბოლოოდ, რობოტის მკლავი აკავშირებს თითოეულ ორგანოს მთავარ სხეულზე, რათა დაასრულოს რობოტი.

”მე არ ვიქნები ძალიან ტექნიკური, მაგრამ არის სიმულაციური ევოლუციის პრობლემა, რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ რეალობის ხარვეზს”, - თქვა უინფილდმა. „ეს ნიშნავს, რომ ექსკლუზიურად სიმულაციური ევოლუციის საგანი, როგორც წესი, არ მუშაობს ძალიან კარგად, როდესაც თქვენ ცდილობთ მის გაშვებას რეალურ სამყაროში. [ამის მიზეზი არის] იმიტომ, რომ სიმულაცია არის გამარტივება, ეს არის რეალური სამყაროს აბსტრაქცია. თქვენ არ შეგიძლიათ რეალური სამყაროს სიმულაცია 100% ერთგულებით შეზღუდული გამოთვლითი ბიუჯეტით. ”

რაც შეიძლება სცადეთ, რთულია რეალური სამყაროს რეალური დინამიკის სიმულაცია. მაგალითად, მოძრაობა, რომელიც მუშაობს თეორიულად, შეიძლება არ იმუშაოს ბინძურ რეალობაში. სენსორები შესაძლოა არ აძლევენ სიმულაციაში არსებულ სუფთა კითხვებს, არამედ ინფორმაციის ბუნდოვან მიახლოებებს.

როგორც პროგრამული უზრუნველყოფის, ასევე აპარატურის შერწყმით უკუკავშირის მარყუჟში, ARE მკვლევარები ფიქრობენ, რომ შესაძლოა დიდი ნაბიჯი გადადგეს ამ პრობლემის გადასაჭრელად. როდესაც ფიზიკური რობოტები მოგზაურობენ, მათი წარმატებები და წარუმატებლობები შეიძლება დაუბრუნდეს Ecosystem Manager პროგრამულ უზრუნველყოფას, რაც უზრუნველყოფს რობოტების შემდეგი თაობის უკეთ ადაპტირებას.

უნებლიე რეპლიკატორების რისკი

”დიდი იმედი არის, რომ უახლოეს 12 თვეში, ჩვენ შევძლებთ დააჭიროთ დაწყების ღილაკს და დავინახოთ, რომ მთელი პროცესი ავტომატურად მუშაობს”, - თქვა უინფილდმა.

თუმცა ეს არ იქნება სივრცეში. თავდაპირველად, ამ კვლევისთვის განაცხადები უფრო მეტად ამახვილებს ყურადღებას 0n არასასიამოვნო სცენარებზე დედამიწაზე, როგორიცაა დახმარება ატომური ელექტროსადგურების დეკომპორციისთვის. ჰეილიმ თქვა, რომ „სრულიად ავტონომიური სისტემის საბოლოო მიზანს ევოლუცია რობოტებისთვის, რომლებიც რეალურ სამყაროში ასრულებენ ამოცანას, რამდენიმე ათეული წელია“, თუმცა ამასობაში, ასპექტები ამ პროექტის - როგორიცაა გენეტიკური ალგორითმების გამოყენება, უინფილდის სიტყვებით, რობოტების „ჰეტეროგენული პოპულაციის განვითარებისთვის“ - სასარგებლო მიღწევებს მიუახლოვდება სახლში.

როგორც პროექტის ნაწილი, გუნდი გეგმავს თავისი ნამუშევრების გამოშვებას ღია კოდის სახით, ასე რომ სხვებს შეუძლიათ შექმნან EvoSpheres, თუ სურთ. ”წარმოიდგინეთ ეს, როგორც ნაწილაკების ამაჩქარებლის ერთგვარი ეკვივალენტი, გარდა იმისა, რომ შესწავლის ნაცვლად ელემენტარული ნაწილაკები, ჩვენ ვსწავლობთ ტვინის-სხეულის კოევოლუციას და მის ყველა ასპექტს,” უინფილდი განაცხადა.

რაც შეეხება კოსმოსში თვითგანმეორებადი რობოტების ქრონიკას, სავარაუდოდ, მისი პენსიაზე გასვლის შემდეგ დიდი დრო გადის. განჭვრეტის ის დრო, როდესაც გვექნება თვითგანმეორებადი კოსმოსური რობოტების კოლონიები? დიახ, გაფრთხილებებით. ”ის ფაქტი, რომ თქვენ აგზავნით ამ სისტემას პლანეტაზე ელექტრონიკის შეზღუდული მარაგით, შეზღუდული მარაგით სენსორები, ძრავების შეზღუდული მიწოდება ნიშნავს, რომ ნივთი ვერ გაქცევა, რადგან ეს არის სასრული რესურსები,” მან განაცხადა. ”ეს რესურსები შემცირდება, რადგან ნაწილები დროთა განმავლობაში ფუჭდება, ასე რომ, გარკვეული გაგებით, თქვენ გაქვთ ჩაშენებული დრო შეზღუდვა იმის გამო, რომ ეს კომპონენტები საბოლოოდ ყველა ვერ მოხერხდება - RoboFabs-ის ჩათვლით საკუთარ თავს.”

მას სურდა ნათლად გაეხადა პროექტის „უსაფრთხოების ასპექტი“, რომელიც, სავარაუდოდ, იარსებებს მანამ, სანამ არ იქნება რობოტებს შეუძლიათ მიიღონ მასალები გარემოდან და გამოიყენონ ისინი კრიტიკული ორგანოს კომპონენტების 3D ბეჭდვისთვის.

”მიზეზი, რის გამოც ჩვენ ვანიჭებთ უპირატესობას მიდგომას, რომელსაც აქვს ცენტრალიზებული აპარატურა, არის ის, რომ პროცესის შეჩერება ადვილია, პროცესის მოკვლა ადვილია”, - თქვა მან. ”ის, რისი დასრულებაც ჩვენ არ გვინდა, არის უნებლიე შექმნა ფონ ნეუმანის რეპლიკატორები. ეს ძალიან ცუდი იდეა იქნებოდა. ”

რედაქტორების რეკომენდაციები

• ავტომატიზაციის მომავალი: რობოტები მოდიან, მაგრამ ისინი არ აიღებენ თქვენს სამუშაოს
• პროთეზირება, რომელიც არ საჭიროებს პრაქტიკას: ბიონიკის უახლესი მიღწევა
• ეს რობოტები ანადგურებენ სარეველებს, რათა ფერმერებს არ დასჭირდეთ ქიმიური ჰერბიციდები
• ზედმეტად ზუზუნი მანქანით? არ ინერვიულოთ - ეს ავტონომიური მანქანის ბარი თქვენკენ წავა
• ნიუ-მექსიკოში არის გიგანტური EMP ბლასტერი. არ ინერვიულოთ, ის აქ არის ჩვენი დასაცავად