Чтобы выжить, роботы эволюционируют на глазах

Начиная с 27 марта 2002 года, все посетители центра науки и приключений "Магна" (Magna Science Adventure Centre), расположенного в британском городе Ротэргэм (Rotherham, South Yorkshire), смогут стать свидетелями эволюции роботов.

Таким образом, в первом в Великобритании центре приключений начинает действовать новая зона — Robotic Centre — "Магна" гостеприимно принимает у себя долгосрочный эксперимент по исследованию "пищевой" эволюционной цепочки роботов.

Стоит отметить, что и без этой зоны в "Магне" не соскучишься: посетители попадают в мистический мир четырёх стихий (Earth, Air, Fire and Water), где их ждут интерактивные приключения, как и следует из названия, с научно-познавательной подоплёкой. Например, в зоне Earth дети могут копать, используя самый настоящий экскаватор.

Идея создать модель эволюции роботов принадлежит профессору Шиффилдского университета (Sheffield University) Ноэлю Шарки (Noel Sharkey), известному во всём мире эксперту в области робототехники и постоянному консультанту популярного шоу телекомпании BBC Robot Wars.

 

 

Ноэль Шарки и роботы, которые не могут эволюционировать

Колонию роботов Шарки создала команда робототехников Creative Robotics Unit at Magna (CRUM) под руководством самого Шарки.

Колония роботов, которая имеет своей целью только лишь получение энергии, чтобы жить, плодиться и размножаться, поделена на два клана: роботы-хищники, которые могут получить энергию не иначе как из батарей роботов-добычи. Последние также должны заряжаться в "специально отведённых для этого местах", где хищники их и подкарауливают.

Всё это было бы слишком просто и малоинтересно, если бы роботы не были бы автономными и не имели бы возможности "умнеть", накапливая опыт — "сын ошибок трудных", но обо всём по порядку.

Итак, World-first Living Robots show! Заплатившие за входные билеты (7 фунтов стерлингов — взрослые, 5 — дети до 15 или 23 фунта — семья из 2-3 человек) могут бродить по всем зонам центра и заниматься (уже бесплатно) чем угодно, само собой, выбирая из того, что предлагается.

Также они могут попасть на своего рода сеанс — 30-минутные представления "Роботы, хищники и жертвы выживают в Магне" (Predator And Prey Robots Set Up Home At Magna) будут идти практически беспрерывно.

Magna Science Adventure Centre

И вот 500 зрителей занимают свои места, и представление начинается. В полной темноте зал наполняет драматическая музыка и в луче прожектора появляется первый робот. Это — робот-добыча, робот-жертва. Положительный герой (a good guy). Он и подобные ему маленькие роботы выкатываются на сцену и при помощи сенсоров ищут специальные кружки света — места, где они могут заправиться энергией.

Всё это сопровождается комментарием рассказчика, который объясняет, что роботами никто не управляет — "мозгом" этих роботов является "искусственная нейронная сеть" (artificial neuron network), с которой чипы роботов находятся в постоянном диалоговом режиме.

Рассказчик объясняет, что роботы могут распознавать друга и врага при помощи инфракрасного "обоняния" (infra-red "sniffing") — зрители видят, что роботы "добычи" светятся одинаково и не боятся друг друга. Внезапно роботы начинают проявлять беспокойство. Это значит, что поблизости появился робот-хищник.

Тут же представляют "плохого парня" (bad guy), а тот демонстрирует публике свои "клыки", при помощи которых он "высасывает" энергию из батарей своих жертв. Рассказчик подчёркивает, что роботом-хищником движет охотничий инстинкт, а ни в коем случае не дистанционное управление. После чего 15 хищников должны начать игру в "кошки-мышки" с 6 роботами-жертвами. Действо сопровождают разнообразные спецэффекты, дым, огонь и так далее.

Но хитрость в том, что каждый раз эта игра должна проходить по новому сценарию и вот почему. Как вы уже знаете, оба клана управляются нейросетью, (которая, кстати, так и называется — brains). Таким образом, некий центральный компьютер получает данные с инфракрасных сенсоров (в свою очередь, контролируемых 8-битными чипами), обрабатывает их и подаёт сигнал двигателям роботов, тем самым управляя их поведением и делая его более-менее осмысленным.

Поскольку "добыча" находит всё новые способы избежать "хищника" и находить энергию, "хищники" также должны быть изобретательными и вырабатывать новую стратегию и тактику. В общем, действует принцип выживания Дарвина — либо кланы найдут "общий язык" и выработают некий баланс, при котором возможно их сосуществование, либо один из кланов исчезнет. Причём, в данном случае это будут хищники.

Теперь о размножении. За поведение каждого робота отвечает отдельный микродиспетчер (32-bit Hitachi 7045 SH2 microcontroller), который и аккумулирует его опыт и способности. Искусственные гены самых способных к выживанию роботов будут передаваться потомкам — новому поколению микродиспетчеров: половина генов от одного робота, половина от другого (клана?) — в результате должен получиться диспетчер-мутант, но опытный и способный.

	Роботы "хищник" и "добыча" образца 1997 года

Нужно отметить, что подобные эволюционные эксперименты с роботами проводились и ранее, но они никогда не были столь масштабными (в лучшем случае: один хищник — одна добыча), а энергия от одного робота к другому в реальности не передавалась (тренажёры, компьютерное моделирование). CRUM удалось добиться передачи энергии от батареи к батарее без опасности их повредить.

Одной из целей этого долгосрочного эксперимента, по словам Ноэля Шарки, является изучение выживаемости роботов в экстремальных условиях: в безжизненных песчаных и ледяных пустынях, глубоко под водой или же на других планетах. Роботы в таких условиях должны уметь быстро приспосабливаться к изменившейся среде и так же быстро разносторонне развиваться для выполнения поставленной задачи.

Несмотря на то, что шоу в "Магне" битвой роботов в том понимании, о котором мы писали, можно назвать лишь с натяжкой, данный эксперимент отличается оригинальностью от соревнований, в ходе которых одна железка должна повалить на землю другую.

В целом, количество различных Robotics Сompetitions, похоже, не увеличивается, а наоборот. Здесь можно убедиться, что когда-то подобных соревнований было, как минимум, 40, но большая часть из них не дожила до наших дней.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru