Omenirea ar putea coloniza alte planete cu roboți autonomi

S-a sugerat că va fi nevoie de un grup avansat de roboți dacă oamenii vor să se așeze vreodată pe alte planete. Trimiși înainte pentru a crea condiții favorabile omenirii, roboții vor trebui să fie duri, adaptabili și reciclabili pentru a supraviețui în climatele cosmice neospitaliere care îi așteaptă.

Colaborând cu roboticieni și informaticieni, cercetătorii au lucrat la un astfel de set de roboți. Produși cu ajutorul unei imprimante 3D și asamblați autonom, acești roboți evoluează continuu pentru a se optimiza rapid pentru condițiile în care se află.

Munca aceasta reprezintă cele mai recente progrese către tipul de ecosisteme robotizate autonome care ar putea ajuta la construirea viitoarelor case ale umanității, departe de Pământ.

Roboții au parcurs un drum lung de la primele noastre incursiuni neîndemânatice în inteligența artificială cu multe decenii în urmă. Astăzi, companii precum Boston Dynamics produc roboți ultra-eficienți care încarcă camioane, construiesc paleți și mută cutii în jurul fabricilor, îndeplinind sarcini pe care ai putea crede că doar oamenii le-ar putea îndeplini.

Roboții ar putea să ne ajute în misiunile pe alte planete

În ciuda acestor progrese, proiectarea roboților pentru a funcționa în medii necunoscute sau neospitaliere – cum ar fi exoplanete sau tranșee oceanice adânci – reprezintă încă o provocare considerabilă pentru oamenii de știință și pentru ingineri. În cosmos, ce formă și dimensiune ar trebui să aibă robotul ideal? Ar trebui să se târască sau să meargă? De ce instrumente va avea nevoie pentru a-și manipula mediul – și cum va supraviețui extremelor de presiune, temperatură și coroziune chimică?

Evoluția darwiniană a avut ca rezultat milioane de specii care sunt perfect adaptate mediului lor. Deși evoluția biologică durează milioane de ani, evoluția artificială – modelarea proceselor evolutive în interiorul unui computer – poate avea loc în ore sau chiar minute. Informaticienii își valorifică puterea de zeci de ani, ducând la duze de gaz pentru antenele de satelit care sunt potrivite în mod ideal funcției lor, de exemplu.

Dar evoluția artificială actuală a obiectelor fizice în mișcare necesită încă o mare supraveghere umană, necesitând o buclă de feedback strânsă între robot și om. Dacă evoluția artificială trebuie să proiecteze un robot util pentru explorarea exoplanetară, va trebui să scoatem omul din buclă. În esență, proiectele de robot evoluate trebuie să producă, să se asambleze și să se testeze în mod autonom – fără legătură de supravegherea umană.

Orice roboți evoluați trebuie să fie capabili să-și sesizeze mediul și să aibă diverse mijloace de mișcare – de exemplu folosind roți, picioare articulate sau chiar amestecuri ale celor două. Și pentru a aborda inevitabilul decalaj de realitate care apare atunci când se transferă un design de la software la hardware, este de dorit ca cel puțin o evoluție să aibă loc în hardware – într-un ecosistem de roboți care evoluează în timp real și spațiu real.

Acești roboți vor fi „născuți” prin utilizarea fabricării 3D

Proiectul Autonom Robot Evolution (ARE) abordează exact acest lucru, reunind oameni de știință și ingineri din patru universități într-un ambițios proiect de patru ani pentru a dezvolta această nouă tehnologie radicală.

După cum am descris mai sus, roboții vor fi „născuți” prin utilizarea fabricării 3D. Pentru proiectare se folosește un nou tip de arhitectură hibridă hardware-software. Asta înseamnă că fiecare robot fizic are o clonă digitală. Roboții fizici sunt testați din punctul de vedere al performanței în medii din lumea reală, în timp ce clonele lor digitale intră într-un program software, unde suferă o evoluție rapidă simulată. Acest sistem hibrid introduce un nou tip de evoluție: noile generații pot fi produse dintr-o uniune a celor mai reușite trăsături de la o „mamă” virtuală și un „tată” fizic.

Pe lângă faptul că sunt redați în simulator, roboții „copii” produși prin evoluția hibridă sunt, de asemenea, imprimați 3D și introdusși într-un mediu real, asemănător unei creșe. Cei mai de succes indivizi din cadrul acestui centru de pregătire fizică își pun „codul genetic” la dispoziție pentru reproducere și pentru îmbunătățirea generațiilor viitoare, în timp ce roboții mai „potriviți” pot fi pur și simplu ridicați și reciclați în alții noi, ca parte a unui ciclu evolutiv continuu.

La doi ani de la proiect, s-au făcut progrese semnificative. Dintr-o perspectivă științifică, s-au proiectat noi algoritmi evolutivi artificiali care au produs un set divers de roboți care conduc sau se târăsc și pot învăța să navigheze prin labirinturi complexe. Acești algoritmi evoluează atât pe planul corpului, cât și al creierul robotului.

Se va crea o nouă „rasă” de roboți?

Creierul conține un controler care determină modul în care se mișcă robotul, interpretând informațiile senzoriale din mediul înconjurător și transpunându-le în controale motorii. Odată ce robotul este construit, un algoritm de învățare  automată rafinează rapid creierul “copilului” pentru a explica orice potențială nepotrivire între noul său corp și creierul său moștenit.

Din perspectiva ingineriei, s-a proiectat RoboFab pentru automatizarea completă a producției. Acest braț de robot atașează fire, senzori și alte „organe” alese la șasiul imprimat 3D al robotului. Aceste componente s-au proiectat pentru a facilita asamblarea rapidă, oferindu-i lui RoboFab acces la o mare cutie de instrumente de membre și organe ale robotului.

Primul caz de utilizare major pe care oamenii de știință intenționează să îl abordeze este implementarea acestei tehnologii pentru a proiecta roboți pentru a întreprinde curățarea deșeurilor vechi dintr-un reactor nuclear – ca cel văzut în miniseria TV Cernobil. Folosirea oamenilor pentru această sarcină este atât periculoasă, cât și costisitoare, iar soluțiile robotice necesare rămân de dezvoltat.

Privind în perspectivă, viziunea pe termen lung este de a dezvolta tehnologia suficient pentru a permite evoluția întregilor ecosisteme robotizate autonome care trăiesc și lucrează perioade lungi de timp în medii provocatoare și dinamice, fără a fi nevoie de supravegherea umană directă.

În această nouă paradigmă radicală, roboții sunt concepuți și născuți, mai degrabă decât proiectați și fabricați. Astfel de roboți vor schimba fundamental conceptul de mașini, prezentând o nouă rasă care își poate schimba forma și comportamentul în timp – la fel ca noi.