В зависимости от условий, в которые попадает группа самообучающихся роботов, они могут превратиться как в «сообщество взаимопомощи», так и в стаю беспринципных эгоистов.

В экспериментах ученые использовали специально разработанных роботов E-puck...

...а также «искусственных муравьев» S-bot

В своих экспериментах группа ученых под руководством Дарио Флореано (Dario Floreano) из Швейцарского федерального технологического института использовали самообучающихся роботов, взаимодействующих как друг с другом, так и с двумя типами объектов, условно названных «пища» и «яд». Каждый робот, разумеется, старается набрать побольше пищи и поменьше соприкасаться с ядом, что было жестко указано в их программе. Поместив их на арену, экспериментаторы устроили им настоящий «искусственный отбор»: каждый робот нес набор параметров, управляющих его поведением – условно, «геном». Геномы самых эффективных роботов отбирались и смешивались случайным образом, как при половом размножении, передаваясь следующему «поколению». Каждый из экспериментов охватил около 500 поколений, чьи свойства развивались под различным «эволюционным давлением».

Поначалу роботы вели себя весьма непоследовательно: все, на что они были способны – это искать пищу и избегать яда. Однако при условии, когда эволюционный отбор исследователей касался не отдельных особей, а группы в целом, в результате искусственной эволюции роботы организовались в сообщество. Они научились предупреждать друг друга о пище одним световым сигналом, а о яде – другим (видеоролик демонстрирует, как это происходило). Интересно, что при иных условиях роботы превращались в настоящих жестоких «эгоистов», которые намеренно вводили сородичей в заблуждение, стараясь сигналом яда отвратить их от нормальной пищи.

В других экспериментах исследователям удалось создать сообщество роботов, которые способны действовать вместе, чтобы передвигать тяжелые объекты, которые не под силу каждому в отдельности. По мнению ученых, метод «искусственной эволюции», при котором роботы самостоятельно находят оптимальные пути развития, может оказаться чрезвычайно перспективным. Особенно для создания сообщества роботов, взаимодействующих друг с другом в условиях реальной изменчивой окружающей среды.

Роботы становятся все более совершенными, однако до сих пор им не удавалось преодолеть ключевое ограничение, отличающее их от живой материи – способность к самовоспроизводству. За последнее время в этой области наметился значительный прогресс: машины пока еще не могут создавать себя с нуля, зато они уже научились собирать друг друга, используя готовые модули.

Робот создает себе подобного: новые «молекубы» закрепляются в верхней части; каждый из них может вращаться на шарнирах


Вероятное будущее: работа модульных роботов на борту космического аппарата


Создатели системы «молекубов» работают в Лаборатории вычислительного синтеза Корнельского университета – одному из их роботов мы посвящали наш «Кадр дня»: многоножка Starfish

Американские ученые Виктор Зыков, Марк Деснойер (Mark Desnoyer) и Ход Липсон (Hod Lipson) создали робота, способного к воспроизводству себе подобных, а также r произвольному изменению своей собственной конфигурации. В основе разработки лежат универсальные модули-«молекубы» (Molecubes) с длиной ребра 10 см и весом 625 г. К двум противолежащим граням модулей могут подключаться другие модули. Благодаря встроенной системе сервоприводов, «молекубы» могут вращаться и смещаться друг относительно друга: они образуют нечто вроде сегментированной гусеницы, способной двигаться, поднимать и переносить другие кубики. Робот может менять свою конфигурацию, подсоединяя к себе новые модули или, наоборот, избавляясь от лишних сегментов. Более того, он способен собрать точную копию себя, используя все те же универсальные «молекубы».

В настоящий момент роботы способны образовывать только двумерные структуры, модули в которых соединяются строго последовательно, поэтому набор конечных форм оказывается ограничен цепочкой «молекубов», или более широкой лентой. В принципе и этого вполне достаточно для того, чтобы робот мог функционировать в качестве универсального самоходного манипулятора.

Возможно, в будущем кубики научатся формировать полноценные объемные структуры – правда, для этого конструкцию модулей придется значительно усложнить, а ведь создатели утверждают, что сила их разработки заключается именно в простоте. По их словам, другие самореплицирующиеся роботы, созданные к настоящему дню, отличаются большей сложностью и меньшей надежностью.

Роботы, способные к самовоспроизводству, могут оказаться востребованы в самых различных областях. Их преимущества становятся наиболее очевидны тогда, когда речь идет о дальних космических полетах и освоении Солнечной системы. Говорит Виктор Зыков: «Предположим, вам нужно отправить космический корабль в продолжительное путешествие, при этом вы не можете точно предсказать те трудности, с которыми ему предстоит столкнуться. В этой связи очень непросто определить, какие именно автоматы понадобятся в ходе миссии. Тем не менее, мы можем заполнить свободные отсеки универсальными модулями, добавив к ним пару уже готовых роботов. В зависимости от насущных нужд, модули будут сами собираться в роботов нужной конфигурации».

Читайте также о модульных роботах, которые разрабатывают в Массачусетском технологическом институте: «Самые само…», «Робот-оборотень».