طراحی ربات های خاص با کمک هوش مصنوعی

تکامل فرآیند بسیار کندی است، با این حال، یک الگوریتم جدید مبتنی بر هوش مصنوعی به فرایند تکامل اجازه می دهد تاطراحی ربات در عرض چند ثانیه امکان پذیر باشد.

به گزارش تکناک، این الگوریتم توسط تیمی از دانشمندان آمریکایی به رهبری استادیار دانشگاه نورث وسترن پروفسور سام کریگمن توسعه داده شد.

دو سال پیش، کریگمن با خبر ربات‌های مهندسی زیستی کوچک معروف به Xenobots، که قادر به تولید مثل بودند، خبرساز شد. یک نسخه اولیه از الگوریتم در آن مطالعه برای تعیین شکل بدن بهینه برای ربات‌های لیل شناگر در ظرف پتری مورد استفاده قرار گرفت  و در نهایت آنها کمی شبیه به پک من (Pac Man) شدند.

در حالی که یک ابرکامپیوتر ماه ها طول کشید تا آن طرح را ارائه کند، الگوریتم آن اکنون به حدی اصلاح شده است که روی یک رایانه لپ تاپ معمولی اجرا می شود و می تواند در کمتر از نیم دقیقه نتایج را ارائه دهد. این برنامه با استفاده از اصول تکامل طبیعی آموزش داده شده بود، که برنامه نویسان می توانستند به گذشته نگاه کنند تا ببینند چه نوع ویژگی های بیولوژیکی کارآمد است و چه نوع ویژگی های بیولوژیکی موثر نیست.

کریگمن می‌گوید: ربات‌های در حال تکامل قبلاً به هفته‌ها آزمون و خطا در یک ابر رایانه نیاز داشتند و البته قبل از اینکه هر حیوانی بتواند بدود، شنا کند یا در سراسر جهان ما پرواز کند، میلیاردها میلیارد سال آزمون و خطا وجود داشت. این شرایط به این دلیل است که تکامل آینده نگری ندارد. نمی تواند آینده را ببیند تا بداند آیا یک جهش خاص مفید یا فاجعه بار خواهد بود. ما راهی برای حذف این چشم بند پیدا کردیم و در نتیجه میلیاردها سال تکامل را در یک لحظه فشرده کردیم.

به عنوان آزمایشی از این فناوری، محققان از الگوریتم خواستند تا رباتی بسازد که بتواند روی یک سطح صاف راه برود. نکته مهم این است که این سیستم هیچ اطلاعی از تلاش های انسان برای استفاده از ربات های راه رونده نداشت.

این الگوریتم طراحی ربات با شروع یک بلوک دیجیتالی از مواد به اندازه یک تکه صابون، چندین طرح متوالی را ارائه کرد که هر کدام بر اساس موفقیت‌ها و شکست‌های کامپیوتری مدل‌های قبل از آن بود. پس از 26 ثانیه و 9 نسل از این قبیل، این سیستم به طرحی رسید که می توانست نیمی از طول بدن خود را در هر ثانیه با استفاده از سه عدد پای خطی به جلو ببرد.

دانشمندان اقدام به ساخت یک مدل سیلیکونی فیزیکی از ربات کردند، که در واقع می‌توانست راه برود (البته به شکلی درهم و برهم) در حالی که هوا به داخل و خارج از بدنش پمپاژ می‌شد.

امید است زمانی که این فناوری بیشتر توسعه یابد، بتوان از آن برای بهینه سازی طراحی ربات های در نظر گرفته شده برای کاربردهایی مانند جستجوی بازماندگان گرفتار شده در مکان های فاجعه، تعمیرات در سیستم های فاضلاب یا حتی انجام اقدامات پزشکی در بدن انسان استفاده کرد.

کریگمن می‌گوید: وقتی انسان‌ها ربات‌ها را طراحی می‌کنند، ما تمایل داریم آن‌ها را به‌گونه‌ای طراحی کنیم که شبیه اشیاء آشنا باشند. اما هوش مصنوعی می‌تواند در طراحی ربات فرصت‌های جدید و مسیرهای جدیدی را ایجاد کند که بشر هرگز حتی به آن فکر نکرده است. می تواند به ما کمک کند متفاوت فکر کنیم و رویاپردازی کنیم و این ممکن است به ما کمک کند تا برخی از سخت ترین مشکلاتی را که با آن روبرو هستیم را حل کنیم.

این مطالعه در مقاله ای که اخیراً در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، توضیح داده شده است.