Забудь, что ты видишь в кино. Большинство роботов где-то на фабрике делают скучную, повторяющуюся работу. Даже если их программное обеспечение мечтает о более интересной работе, их физическая форма остается неизменной со дня, когда они собраны, до момента, когда их сбрасывают.
Но так не должно быть, говорят пионеры «evo devo robo» - эволюционной робототехники развития, которая применяет принципы естественного отбора и биологического развития к проектированию машин.
Джош Бонгард, специалист по информатике в Университете Вермонта, разрабатывает роботов, которые переживают скачки роста. Как взволнованные подростки, они испытывают неловкий период физического развития, прежде чем они найдут свое место в мире.
Виртуальные эксперименты Бонгарда точно моделируют действия робота на компьютере, начиная с безжалостной червеобразной машины с несколькими сегментами тела. У него одна цель: продвигаться по ровной поверхности к источнику света. Но вместо того, чтобы дать роботу полный набор инструкций, Bongard генерирует целую популяцию ботов и позволяет эволюции выполнять свою работу.
Каждый виртуальный робот движется случайным образом, например, один сегмент может сдвинуться на дюйм влево, а другой может согнуться на 90 градусов. В то время как большинство ботов безнадежно качаются, некоторые, случайно, подталкивают вперед. Шаги, лежащие в основе всех маленьких достижений, сохраняются и объединяются в процессе, который имитирует смешение генов в живых, воспроизводящих существах. Затем, в какой-то момент, Bongard вступает и дает успешные ноги роботов. И эволюция продолжается.
Бонгард обнаружил, что он может развить хитрое изобретение, которое ходит вертикально всего за 100 поколений. Напротив, штуковина, которая начинается с уже сформированных ног, занимает 250 поколений. «Имеет смысл оставаться близко к земле, когда вы молоды, - говорит он, - и только постепенно отращивайте ноги и стойте прямо, что делает вас более неустойчивым».
Робот, который может расти, был бы очень полезен. Представьте себе космический корабль, приземляющийся на инопланетный мир, растущий дополнительную пару ног, когда он встречает коварный ландшафт. Или поисково-спасательный бот, который превращается из коренастого в стройного, чтобы перемещаться по узкой щели. Но будет ли такая машина когда-нибудь больше, чем компьютерная симуляция? «Это последний производственный этап, который всегда преследовал роботов», - говорит Ход Липсон, который руководит Лабораторией творческих машин Корнелльского университета. «Вы можете создавать сумасшедших роботов, но в конце концов вы должны их сделать».
Работа Липсона может помочь. Он использовал трехмерный принтер для производства компонентов робота и продемонстрировал машину, способную собирать свои копии с готовыми компонентами. Эти умения позволяют предположить, что возможно спроектировать бота, который производит себя, то есть разрабатывает план тела и строит его.
На данный момент Бонгард хочет, чтобы другие присоединились к экспериментам. В августе он сделал своих виртуальных роботов доступными онлайн. Он называет их ludobots, ludo от латинской игры . «Приматы развиты, чтобы распознавать хромоту у другого животного», - говорит он. «Мы хотели бы использовать робототехнику с толпой», чтобы люди могли создавать машины, наблюдать за их движением и исправлять недостатки.
