Robot ‘Tự Nhiên Lựa Chọn’ Tái Kết Hợp Thành Một Điều Hoàn Toàn Mới

Câu chuyện này là một phần trong loạt bài kéo dài một tuần về sự sinh sản, từ kiểm tra tiền sản khoa đến Childfree Reddit.

Vi khuẩn thực hiện nó. Virus cũng thực hiện nó. Giun, động vật có vú, thậm chí cả ong cũng thực hiện nó. Mọi sinh linh trên trái đất đều nhân bản, có thể là qua hình thức không tình dục (buồn chán) hoặc tình dục (thú vị). Robot không thực hiện nó: Những chiếc máy đó là lạnh lùng và rất không quan tâm đến việc sinh sản.

Nhưng có lẽ chúng có thể học được. Các nhà khoa học trong lĩnh vực hấp dẫn được biết đến là robot tiến hóa đang cố gắng làm cho máy móc thích ứng với thế giới, và cuối cùng là tự tái tạo, giống như các hữu cơ sống. Cụ thể, có một ngày nào đó, hai robot có khả năng thích ứng tốt với môi trường cụ thể có thể kết hợp gen của họ (OK, mã nguồn) để tạo ra một robot con in 3D kết hợp sức mạnh của cả hai cha mẹ. Nếu phương pháp này thành công, nó có thể dẫn đến việc robot tự thiết kế, xây dựng hình dạng và hành vi phù hợp mà một kỹ sư con người không thể mơ tưởng được.

Như trong tự nhiên, đó là những biến đổi sẽ đẩy mạnh quá trình tiến hóa của các loài robot. Chìa khóa là sự đa dạng. Khi hai hữu cơ tạo ra một đứa bé, gen của họ kết hợp, nhưng cũng có những biến đổi âm thầm nảy vào, có thể dẫn đến các đặc điểm duy nhất ở đứa con, như một loại giả mạo khác nhau. Loại biến đổi đó có thể làm cho con cái trở nên phù hợp hoặc không phù hợp với môi trường cụ thể nào đó. Nếu đó là một biến đổi bất lợi, loài động vật không sinh sản hiệu quả (hoặc không sinh sản), và những gen đột biến đó không được chuyển đến thế hệ tiếp theo.

Hãy xem xét những gì nhà khoa học máy tính Gusz Eiben đang làm tại Đại học Vrije Amsterdam. Ông kết hợp hai robot tương đối đơn giản được tạo bởi các module kết nối và lai tạo chúng bằng cách kết hợp 'gen' của chúng, chứa thông tin về màu sắc chẳng hạn. Ông cũng thêm nhiễu vào cuộc hôn nhân dữ liệu này, mô phỏng một biến đổi sinh học bằng cách thay đổi nhỏ con cái sao cho nó không chỉ là sự kết hợp tinh khiết của cha mẹ nó. “Một cha mẹ là màu xanh lá cây hoàn toàn, và cha mẹ khác là màu xanh lam hoàn toàn,” Eiben nói. “Sau đó, đứa con có một số module màu xanh và một số màu lam, nhưng cái đầu lại màu trắng. Đó không phải là điều chúng tôi đặt vào - đó là hiệu ứng biến đổi.”

Với sự đa dạng này, nảy sinh một loại sáng tạo mới trong thiết kế robot. “Nó mang lại cho bạn rất nhiều sự đa dạng, và nó mang lại cho bạn sức mạnh để khám phá các khu vực trong không gian thiết kế mà bạn thường không đi vào,” nghiên cứu viên David Howard nói, người phát triển hệ thống chân tiến hóa và gần đây đã xuất bản một khuôn khổ cho robot tiến hóa trong Nature Machine Intelligence. “Một trong những điều làm cho tiến hóa tự nhiên mạnh mẽ là ý tưởng rằng nó có thể tạo ra một sinh vật chuyên biệt cho một môi trường nào đó.”

Ý tưởng là khiến cho robot có khả năng thích ứng với các hốc trong một môi trường cụ thể một cách tương tự. Vì vậy, nếu bạn muốn một robot có thể khám phá rừng rậm một mình. Điều đó có nghĩa là nó cần các thuật toán điều khiển cách nó di chuyển qua thảm thực vật, cũng như một cấu trúc hình thái học phù hợp với rừng rậm (nên không có cánh quạt). Bạn sẽ đầu tiên mô phỏng môi trường đó cho robot điều hướng, chọn lựa và lai tạo những người biểu diễn tốt nhất, sau đó thiết kế máy vật lý có chút biến đổi dựa trên điều đó.

“Những gì chúng tôi sẽ làm là có nhiều robot nhỏ, khá đơn giản và rẻ để tạo ra,” Howard nói. “Chúng tôi sẽ gửi chúng ra ngoài, và một số trong số chúng sẽ làm tốt hơn các cái khác.” Nếu một robot không quay trở lại, nó không được coi là “thích hợp” — sự lựa chọn tự nhiên đang hoạt động. Những con robot làm được sẽ trở thành cha mẹ cho thế hệ tiếp theo, mà máy in 3D sẽ tự động in ra. Do đó, loài robot tiến hóa. Howard ước lượng rằng chúng ta có thể thấy hệ thống này hoạt động trong khoảng 20 năm nữa.

Nói về Máy In 3D…

Thực sự, vấn đề của loại vật liệu mà những robot tiến hóa này sẽ được tạo ra là một vấn đề khá lớn. “Nếu máy in 3D tiến triển về tốc độ, ý tưởng này sẽ trở thành hiện thực, nhưng máy in ngày nay rất chậm,” Juan Cristobal Zagal nói, người nghiên cứu về robot tiến hóa tại Đại học Chile. Cả máy móc và vật liệu in cũng đắt đỏ. Nhưng máy in 3D hiện nay đã có thể in ra nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại, và chúng chỉ sẽ trở nên nhanh hơn và rẻ hơn từ đây.

Nói chung, phạm vi và phạm vi của những con robot này sẽ phụ thuộc lớn phần vào cách những hệ thống tiến hóa này sáng tạo với vật liệu. Khi họ đang tạo ra robot truyền thống, kỹ sư biết sử dụng vật liệu nào ở đâu, từ kim loại của động cơ đến sợi carbon của chi — hoặc họ nghĩ họ biết dựa trên thập kỷ nghiên cứu. Nhưng ngoài việc thử vai các hình thái và hành vi robot khác nhau trong mô phỏng, kỹ sư có thể thêm vật liệu vào hỗn hợp. Họ sẽ đầu tiên xây dựng một cơ sở dữ liệu mô tả các tính chất của từng loại vật liệu, sau đó gán những vật liệu đó cho các bộ phận của robot. Vì vậy, có thể chân làm từ nhựa hoạt động tốt hơn khi đi qua một môi trường cụ thể hơn là sợi carbon. Nếu robot sống sót, điều đó có nghĩa là có điều gì đó trong sự kết hợp giữa các thành phần và vật liệu đã làm cho nó phù hợp cho công việc hoặc, theo nghĩa tiến hóa, nó thuộc một hốc nào đó.

“Có lẽ nếu một loại vật liệu mới xuất hiện, chúng ta chỉ cần cắm nó vào, và nó sẽ có khả năng lựa chọn từ đó,” Howard nói. “Điều này giảm bớt áp lực đối với người thiết kế.”

Ở điểm này, bạn có thể nghĩ, Chắc chắn không có vấn đề gì xảy ra khi để robot sinh sản chứ? Câu trả lời là, bạn không cần phải lo lắng. Con người đang một cách nghiêm túc thiết kế những hệ thống này, tuân theo những quy tắc cụ thể — nói cách khác, nguyên tắc của sự chọn lọc tự nhiên. Giống như chúng ta biết tại sao cá đã tiến hóa chân để đi bộ trên đất liền, chúng ta biết tại sao một dòng robot có thể thích ứng với hình thái học và hành vi cho các môi trường cụ thể. Thiết kế kết quả có thể làm bạn ngạc nhiên, nhưng chúng sẽ không gây hại cho loài của chúng ta, trừ khi một nhà thiết kế nói với robot phát triển để đạt được nhiều nhất là đánh bại con người. Khó có thể xảy ra, tất nhiên.

Vâng, việc cho phép robot có khả năng tiến hóa và sinh sản chắc chắn là một cách thiết kế máy phức tạp hơn so với các kỹ thuật truyền thống. Nhưng nó cũng có thể giải phóng một loại sáng tạo kỹ thuật mới, và gần như chắc chắn sẽ không dẫn đến việc máy tính thay thế chúng ta làm loài chiếm ưu thế trên trái đất.

Cách Chúng Tôi Sinh Sản

• Đó Là Hoặc Là Thời Điểm Tốt Nhất Hoặc Là Thời Điểm Tệ Nhất Để Có Em Bé
• Đạo Đức Nan Giải Của Việc Kiểm Tra Thai Không Xâm Lấn
• Phương Pháp Tránh Thai Cho Nam Có Thể Thực Sự Xảy Ra. Nhưng Nam Giới Có Muốn Không?
• Không Có Con Trên Reddit—Vì Sự Thảm Họa, Đó Là Vì Sao
• Làm Thế Nào Big Data Có Thể Giúp Ngăn Chặn Sự Sinh Non
• Các Gadgets và Gear Cho Việc Tạo Ra (Hoặc Không Tạo Ra) Em Bé