Robocie, napraw się sam
Fot. Fotolia
Roboty mogą się uczyć i przystosowywać do zmiany warunków tak, jak zwierzęta - twierdzą naukowcy w "Nature". Naukowcy wiedzą, jak je zmusić do naprawy samych siebie w czasie krótszym niż dwie minuty.
Eksperci są zdania, że w przyszłości roboty zapewnią społeczeństwu wiele korzyści, np. podczas misji ratunkowych i poszukiwawczych czy gaszenia pożarów lasów - sugerują naukowcy. Aby były faktycznie użyteczne, wcześniej muszą się nauczyć działać nawet w razie własnej awarii.
Naukowcy z zespołu Antoine\'a Cully Jean-Baptiste Moureta z Uniwersytetu Pierre\'a i Marii Curie we Francji wymyślili metodę, dzięki której roboty nauczą się naprawiać same siebie w bardzo krótkim czasie. Ilustrują to nagraniem wideo, na którym widać, jak sześcionogi robot przystosowuje się do chodzenia w sytuacji, kiedy dwie z jego nóg zostały złamane.
W przeciwieństwie do współczesnych robotów zwierzęta mają wyjątkową zdolność: po większości urazów niezwykle szybko dochodzą do formy. Na świecie żyje wiele trójnogich psów, które z radością biegają za patykiem. Chodzić nauczy się też człowiek ze skręconym kolanem, choć będzie mu z tym niewygodnie.
Takie biologiczne strategie stały się dla naukowców inspiracją.
"Ranne zwierzęta nie zaczynają się uczyć chodzić od podstaw" - mówi Jean-Baptiste Mouret. "Posiadają raczej intuicję dotyczącą różnych sposobów zachowania. Ta intuicja pozwala im inteligentnie wybrać kilka różnych rodzajów zachowania i je testować. Po takich testach wybierają jedno rozwiązanie, które sprawdza się pomimo urazu. Nasze roboty zachowują się tak samo" - wyjaśnia.
Najpierw jednak robot korzysta z symulacji komputerowej samego siebie. Dzięki niej tworzy szczegółową mapę najlepszych zachowań. Mapa ta stanowi coś w rodzaju "intuicji" robota, dotyczącej różnych rodzajów zachowania, do jakich zdolny jest robot, i ich przewidywanej wartości. Jeśli robot jest uszkodzony, dzięki intuicji sięga po algorytm uczenia się i eksperymentuje. Dąży w tym do odkrycia kompensacyjnego rodzaju zachowania, które sprawdzi się mimo uszkodzenia. Nowy algorytm nazywany jest "Intelligent Trial and Error" (inteligentne próby i błędy).
"Raz uszkodzony robot staje się jak naukowiec" - tłumaczy inny współautor Antoine Cully. - Ma wcześniejsze oczekiwania dotyczące różnych rodzajów zachowania, które mogą się sprawdzić, po czym zaczyna je testować. Prognozy pochodzą z symulowanego, nieuszkodzonego robota. Musi on ustalić, która z nich działa - nie tylko ogólnie, ale biorąc pod uwagę uszkodzenie".
"Każde zachowanie, jakie robot testuje, jest jak eksperyment. Jeśli jeden rodzaj zachowania się nie sprawdza, robot potrafi wykluczyć cały wachlarz tego typu zachowań i próbować nowych - tłumaczy Cully. - Np. gdy niezbyt mu wychodzi chodzenie, głównie na tylnych nogach, spróbuje chodzić głównie na przednich. Zaskakujące, jak szybko może się nauczyć chodzić w całkiem nowy sposób. Niesamowite jest obserwować robota, który najpierw jest uszkodzony i niezdolny do ruchu, ale mniej więcej po dwóch minutach zaczyna kuśtykać".
Algorytm "Intelligent Trial and Error" pozwala też robotom przystosować się do sytuacji nieprzewidzianych, np. do nowego środowiska, albo wymyślać nowe rodzaje zachowania.
Nowa technika może być pomocna w opracowaniu bardziej solidnych, wydajnych, i autonomicznych robotów. "Może pomóc w stworzeniu robotów, które pomogą ratownikom, nie wymagając z ich strony stałej uwagi" - mówi. "Ułatwi też opracowanie robotów-asystentów, które mogą być użyteczne nawet, jeśli popsuje się im jakaś część" - wyjaśnia inny autor badania, Danesh Tarapore z Uniwersytetu Pierre\'a i Marii Curie. (PAP)
zan/ mrt/
Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.
