Ако разрежете повечето роботи на две, ще останат само скъпи отпадъци. Ако разрежете този обаче, частите просто продължават да вървят. Тези впечатляващи нови концепции за роботи изследователите от Северозападния университет наричат „метамашини с крака“.

По същество те са рояци от автономни модули, които се свързват помежду си, за да образуват по-големи тела. Вместо да третира повредата като фатална повреда, тази система просто я разглежда като логическа промяна: тя може да загуби краката си, да промени формата си и все пак да се придвижва в физическия свят.

Повечето роботи разчитат на централен „мозък“ и на твърда конструкция на тялото. Ако се счупи крак, мисията приключва или се затруднява сериозно. Но тези метамашини не се подчиняват на тези правила. Всеки модул е самостоятелен робот, снабден със собствена батерия, компютър, мотор и сензори, събрани в малка сфера с два крайника.

Един модул може да се върти, да завива и да скача самостоятелно. Но когато се съединят, те се превръщат в метамашина, способна на сложни, координирани движения. Тъй като всяка част вече е функциониращ агент, отделен модул никога не се превръща в отпадък – той просто става по-малък, независим робот.

Статията описва огромна гама от възможни конфигурации за групи от два до пет модула. Това даде на изследователите възможност да изследват тела, които не се вписват в познатите шаблони за роботи. Вместо да се ограничават до куче, хуманоид или платформа на колела, те работиха със система, в която крака, опашки и гръбнаци могат да възникват от един и същ повтарящ се градивен елемент.

Ако тази концепция звучи малко чужда, е, в известен смисъл тя е такава. Тя не е проектирана от хора.

За да разберат как да съединят тези блокове, екипът от Северозападния университет се обърна към изкуствения интелект. Вместо инженери да изготвят чертежи, ИИ симулира дарвинистки процес на еволюция и подбор. Той генерира хиляди форми, тества тяхната гъвкавост във виртуален свят и запази само най-добре представящите се. Някои от резултатите са направо странни. Някои се движат с „тромавата“ походка на тюлен, други се гърчат като гущери. Това не са симетричните, изпипани машини, на които сме свикнали. Изглеждат тромави и импровизирани, но са невероятно ефективни, защото са подбрани за ефективност, родени чрез проби и грешки.

„Ние симулирахме дарвиновия процес на мутация и селекция във виртуална физическа среда“, заявява Сам Кригман от Северозападния университет. „Това е принципът на оцеляването на най-приспособените – ускорен от компютрите и превърнат в реалност чрез атлетични модулни градивни елементи.“

След това, разбира се, изследователите преминаха към тестването им в реалния свят.

Много роботизирани системи изглеждат впечатляващо в симулации или на контролирани повърхности на закрито. По-трудният тест идва на открито, където теренът е непредсказуем, препятствията се появяват под неочаквани ъгли, а сцеплението се променя с всяка стъпка.

Метамашините бяха тествани на неравен терен, включващ трева, чакъл, пясък, кал, листа, корени на дървета и неравни тухли. Според статията те пренесоха научените си модели на поведение от симулацията в реалния свят без допълнителна настройка.

Роботите също така изпълняваха различни видове движения. Те можеха да се изправят сами, след като бяха преобърнати, да прескачат препятствия и да се въртят във въздуха. Всички физически конструкции, създадени в рамките на проучването, се научиха да скачат и да се завъртат – маневра, която изисква машината да се ориентира преди кацане.

Най-впечатляващият резултат се получи, когато роботите бяха повредени. Роботите доказаха, че могат да продължат да се движат при различни условия на повреда. Например, в статията се описва метамашина от типа четирикрак, която запази способността си за придвижване дори след тежки ампутации. Колкото повече модули бяха отрязани, толкова останалата част от тялото все пак успяваше да се движи. Дори отделените части не бяха инертни; тъй като всеки модул остава автономен робот, той може да продължи да действа независимо.

Разбира се, все още не сме стигнали до етапа, познат ни от „Терминатор“.

Тези машини все още не могат напълно да се преконфигурират сами, автоматично да интегрират нови модули или да се възстановят след повреда без външна помощ. Сензорните им възможности също са предимно вътрешни, фокусирани върху положението и движението на тялото, а не върху богато възприемане на външния свят.

Въпреки тези ограничения, проучването сочи към едно различно бъдеще за роботиката. В тази област често се приема, че крехкостта е компромис за сметка на скоростта, гъвкавостта или специализацията. Метамашините на Северозападния университет предлагат друг път: да се създават роботи, които приемат, че светът ще бъде суров, че частите ще се повреждат и че оцеляването е също толкова важно, колкото и производителността.

Снимка: Unsplash/Sam Kriegman/Northwestern University

Виж още: Аптека по праисторически: неандерталците може би са използвали първия антибиотик в света преди 50 000 години