İnsanlar başka gezegenlere yerleşeceklerse, ileri bir robot partisine ihtiyaç duyulacağı öne sürüldü. İnsanlık için elverişli koşullar yaratmak için önceden gönderilen bu robotların, kendilerini bekleyen misafirperver kozmik iklimlerde hayatta kalabilmek için sağlam, uyarlanabilir ve geri dönüştürülebilir olmaları gerekecek.
Robotikçiler ve bilgisayar bilimcileriyle işbirliği yaparak , ekibim ve ben tam da böyle bir robot seti üzerinde çalışıyoruz. 3-D yazıcı ile üretilen ve özerk bir şekilde bir araya getirilen robotlar, içinde bulundukları koşulları hızlı bir şekilde optimize etmek için sürekli olarak gelişiyor.
Çalışmamız , Dünya’dan ve insan gözetiminden çok uzakta, insanlığın gelecekteki evlerini inşa etmeye yardımcı olabilecek türden otonom robot ekosistemlerine yönelik en son ilerlemeyi temsil ediyor .
Robotlar yükseliyor
Robotlar, onlarca yıl önce yapay harekete yönelik ilk beceriksiz baskınlarımızdan bu yana uzun bir yol kat etti. Bugün, Boston Dynamics gibi şirketler, kamyonları yükleyen, paletler inşa eden ve fabrikaların etrafında kutuları taşıyan ve yalnızca insanların yapabileceğini düşündüğünüz görevleri üstlenen ultra verimli robotlar üretiyor .
Bu ilerlemelere rağmen, robotların dış gezegenler veya derin okyanus çukurları gibi bilinmeyen veya misafirperver olmayan ortamlarda çalışacak şekilde tasarlanması, bilim adamları ve mühendisler için hala önemli bir zorluk teşkil ediyor. Kozmosta ideal robot hangi şekil ve boyutta olmalıdır ? Sürünmeli mi yoksa yürümeli mi? Çevresini manipüle etmek için hangi araçlara ihtiyacı olacak ve aşırı basınç, sıcaklık ve kimyasal korozyondan nasıl kurtulacak?
İnsanlar için imkansız bir beyin jimnastiği olan doğa, bu sorunu çoktan çözdü. Darwinci evrim , çevrelerine mükemmel bir şekilde adapte olmuş milyonlarca türle sonuçlandı. Biyolojik evrim milyonlarca yıl sürmesine rağmen , yapay evrim – bir bilgisayarın içindeki evrim sürecini modellemek – saatler hatta dakikalar içinde gerçekleşebilir. Bilgisayar bilimcileri, gücünü onlarca yıldır kullanıyor ve bu da, örneğin işlevlerine ideal şekilde uyan uydu antenlerine gaz nozullarıyla sonuçlanıyor .
Ancak hareket eden fiziksel nesnelerin mevcut yapay evrimi, robot ve insan arasında sıkı bir geri bildirim döngüsü gerektiren, hala çok fazla insan gözetimi gerektiriyor. Yapay evrim, gezegen dışı keşif için yararlı bir robot tasarlamaksa, insanı döngüden çıkarmamız gerekecek. Temelde, evrimleşmiş robot tasarımları, kendilerini insan gözetiminden bağımsız olarak üretmeli, birleştirmeli ve test etmelidir.
Doğal olmayan seçim
Herhangi bir evrimleşmiş robotun çevrelerini algılama yeteneğine sahip olması ve çeşitli hareket araçlarına sahip olması gerekir – örneğin tekerlekler, eklemli bacaklar ve hatta ikisinin karışımlarını kullanarak. Ve bir tasarımın yazılımdan donanıma aktarılması sırasında ortaya çıkan kaçınılmaz gerçeklik boşluğunu gidermek için, en azından bir miktar evrimin donanımda – gerçek zamanlı ve gerçek uzayda gelişen bir robot ekosistemi içinde gerçekleşmesi de arzu edilir.
Otonom Robot Evrimi ( ARE ) projesi, bu radikal yeni teknolojiyi geliştirmek için dört üniversiteden bilim adamlarını ve mühendisleri iddialı bir dört yıllık projede bir araya getirerek tam olarak bunu ele alıyor.
Yukarıda tasvir edildiği gibi, robotlar 3-D üretimin kullanımıyla “doğacaktır”. Tasarım için yeni bir tür hibrit donanım-yazılım evrimsel mimarisi kullanıyoruz. Bu, her fiziksel robotun dijital bir klonu olduğu anlamına gelir. Fiziksel robotlar, gerçek dünya ortamlarında performans testine tabi tutulurken, dijital klonları, hızlı simülasyon evriminden geçtikleri bir yazılım programına girer. Bu melez sistem, yeni bir tür evrim ortaya koyuyor: Yeni nesiller, sanal bir “anne” ile fiziksel bir “baba” nın en başarılı özelliklerinin birleşiminden üretilebilir.
Simülatörümüzde işlenmenin yanı sıra, hibrit evrimimiz aracılığıyla üretilen “çocuk” robotlar da 3 boyutlu olarak basılmış ve gerçek dünya, kreche benzeri bir ortama getirilmiştir. Bu beden eğitimi merkezindeki en başarılı bireyler, “genetik kodlarını” üreme ve gelecek nesillerin iyileştirilmesi için kullanılabilir hale getirirken, daha az “uygun” robotlar, devam eden evrimsel bir döngünün parçası olarak kolayca kaldırılıp yenilerine dönüştürülebilir.
Projeye iki yıl kala önemli ilerlemeler kaydedildi. Bilimsel bir bakış açısıyla, araba kullanan veya gezinen ve karmaşık labirentlerde gezinmeyi öğrenebilen çeşitli robotlar üreten yeni yapay evrimsel algoritmalar tasarladık . Bu algoritmalar , robotun hem vücut planını hem de beynini geliştirir.
Beyin ortamında duyu enformasyonu yorumlanması ve motor kontrol içine bu çeviri, ne robotun hareket belirleyen bir kontrol cihazı içerir. Robot üretildikten sonra, bir öğrenme algoritması , çocuğun beynini, yeni vücudu ile kalıtsal beyni arasındaki olası uyumsuzlukları hesaba katmak için hızla geliştirir.
Mühendislik perspektifinden, üretimi tamamen otomatikleştirmek için ” RoboFab ” ı tasarladık . Bu robotik kol, evrim tarafından seçilen telleri, sensörleri ve diğer “organları” robotun 3-D baskılı kasasına bağlar. Bu bileşenleri, hızlı montajı kolaylaştırmak için tasarladık ve RoboFab’a robot uzuvlarından ve organlarından oluşan büyük bir araç kutusuna erişim sağladık .
Atık bertarafı
Ele almayı planladığımız ilk büyük kullanım örneği, bu teknolojiyi bir nükleer reaktördeki eski atıkların temizlenmesini üstlenecek robotlar tasarlamak için kullanmaktır – TV mini dizisi Çernobil’de görüldüğü gibi. İnsanları bu görev için kullanmak hem tehlikeli hem de pahalıdır ve gerekli robotik çözümler geliştirilmeyi beklemektedir.
İleriye bakıldığında, uzun vadeli vizyon, zorlu ve dinamik ortamlarda uzun süre yaşayan ve çalışan tüm otonom robotik ekosistemlerin doğrudan insan gözetimine ihtiyaç duymadan evrimini mümkün kılacak şekilde teknolojiyi yeterince geliştirmektir .
Bu radikal yeni paradigmada, robotlar tasarlanıp imal edilmek yerine tasarlanır ve doğar. Bu tür robotlar, tıpkı bizim gibi, zaman içinde biçimlerini ve davranışlarını değiştirebilecek yeni bir türü sergileyerek, makine konseptini temelden değiştirecek.
”Techxplore’ den alıntıdır.”