Κυριακή 25 Φεβρουαρίου 2007

Σμήνη ρομπότ "εξελίσσουν" τη μεταξύ τους, επικοινωνία και συνεργασία

news scientist tech


Ελβετοί παρουσίασαν ρομπότ που εξελίσσουν τεχνητά τους τρόπους επικοινωνίας τους, επικοινωνόντας το ένα με το άλλο. Τα πειράματα αποδεικνύουν ότι η μιμητική επικοινωνία θα μπορούσε να είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για τον σχεδιασμό των σμηνών των ρομπότ.


Το Roboticists Dario Floreano στο ελβετικό ομοσπονδιακό ίδρυμα τεχνολογίας στη Λωζάνη συνεργάστηκε με το βιολόγο Laurent Keller από το πανεπιστήμιο της Λωζάνης.


Εξέλιξαν αρχικά τις αποικίες των ρομπότ στο λογισμικό κατόπιν τις δοκιμασμένες διαφορετικές στρατηγικές στα πραγματικά bots. Έπειτα έβαλαν τα μιμούμενα ρομπότ σε ένα χώρο που περιείχε δύο τύπους αντικειμένων – ένας που ταξινομήθηκε ως "τρόφιμα" και ένας άλλος "ως δηλητήριο".


Κάθε BOT είχε μια ενσωματωμένη έλξη στα τρόφιμα και την αποστροφή στο δηλητήριο. Επίσης κάθε bot είχε την ικανότητα να μεταφράζει ένα τυχαία-παραγμένο σύνολο παραμέτρων, "τα γονιδιώματα" που καθορίζουν τον τρόπο που επεξεργάζονται τις αισθητήριες πληροφορίες. Διαφορετικές πληροφορίες μεταβάλλουν τις λάμψεις μπλε φωτός που παράγουν.


"Αρχίζουν με απολύτως τυχαία συμπεριφορά,". "Το μόνο που μπορούν να κάνουν είναι διάκριση μεταξύ ενός τροφίμου και ενός δηλητηρίου." Τα ρομπότ μπορούν να δουν και ένα τρόφιμο και ένα δηλητήριο από μια απόσταση διαφόρων μέτρων αλλά μπορούν μόνο το ένα προς το άλλο, κάθε φορά, να μεταδώσουν την παραγόμενη πληροφορία.


Αφύσικη επιλογή

Τα μιμητικά bots εξερεύνησαν το χώρο τους. Ανέπτυξαν τα γονιδιώματα τους από τις πληροφορίες που περισυνέλεξαν από τα τρόφιμα και τα δηλητήρια και μετέδωσαν το ένα προς το άλλο, με τη βοήθεια της "μεταλλαγής mimick" τα συμπεράσματά τους. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το μηχανισμό της βιολογικής φυσικής επιλογής μίμησης. Το mimick, πιστεύουν είναι η βάση των ρομπότ επόμενης γενεάς.


Σε κάθε πείραμα, πεντακόσιες γενεές εξελίχθηκαν αυτόν τον τρόπο. Κάθε γενιά χρησιμοποίησε διαφορετικές εκλεκτικές πιέσεις. "βλέπουμε δηλαδή ότι εξελίχθηκε περίπλοκη επικοινωνία" λέει ο βιολόγος Keller. "Είδαμε τις αποικίες που χρησιμοποίησαν τα φώτα τους για να επισημάνουν που και πότε βρήκαν ένα τρόφιμο ή ένα δηλητήριο."


Η συνεταιριστική επικοινωνία εξελίχθηκε όταν κρίθηκε η εκλεκτική επιτυχία στο επίπεδο ομάδας – όταν επέδειξαν πολλά ρομπότ την αποδοτική συμπεριφορά – ή όταν τα γονιδιώματα των ρομπότ ήταν περισσότερο όμοια με τους βιολογικούς-τεχνολογικούς συγγενείς τους.


Τα s-bots με τα γονιδιώματα που εξελίχθηκαν μέσω των προσομοιώσεων επέδειξαν την ίδια ακριβώς συμπεριφορά. Αυτό το βίντεο παρουσιάζει τα ρομπότ στη δράση. Το ίδιο s-bots έχει χρησιμοποιηθεί προηγουμένως για να εξεταστούν οι διαφορετικές στρατηγικές συνεργασίας (βλ. Το σμήνος ρομπότ εργάζεται μαζί για τη μετατόπιση βαριών αντικειμένων).


Ανέπτυξαν γονιδιόματα που προωθούν τη μεταφορά δεδομένων για την επιβίωση ενός ατόμου σε μια ομάδα – όπως στις μέλισσες ή τα μυρμήγκια.


Παραπλανητική συμπεριφορά (Misleading behaviour)

Αντίθετα, στις προσομοιώσεις με τα bots, μερικά ρομπότ εξέλιξαν την παραπλανητική συμπεριφορά. Μερικά παρήγαγαν σήματα που παραπλάνησαν άλλα bots έτσι ώστε αυτά να απομακρυνθούν από ένα τρόφιμο ή δηλητήριο που ήδη «ερεύνησαν».


Τα περαιτέρω πειράματα, περιλαμβάνουν πραγματικά ρομπότ, που θα χρησιμοποιηθούν για να ερευνήσουν τους τρόπους εξέλιξης αυτών των συμπερασμάτων ως πρακτικό εργαλείο σχεδίου. Ο Keller προγραμματίζει επίσης να εξετάσει τι συμβαίνει όταν αναμιχθούν εξελιγμένα bots με μη εξελιγμένα.


"Αυτά είναι σημαντικότερα συμπεράσματα μέχρι στιγμής για τη βιολογικά δομημένη κοινότητα ρομπότ" λέει Noel Sharkey, που εξελίσσει επίσης τη συμπεριφορά ρομπότ στο πανεπιστήμιο του Σέφιλντ, UK .


Η «τεχνητή εξέλιξη’ πρέπει να μιμηθεί ακόμα περισσότερες δυνάμεις που παρουσιάζονται στη βιολογία. "και στην πραγματική βιολογία κανένα τέτοιο κανάλι επικοινωνίας δεν υπάρχει αρχικά και πρέπει να δημιουργηθεί παρά να ανακαλυφθεί," σημειώνει.


Δεν υπάρχουν σχόλια: