Evoluce robota: 3 důležitá očekávání

Co je Robot Evolution?

Od egyptských vodních hodin nalezených u hrobky Amenhotepa I až po vytrvalostní rover úspěšně přistávající na Marsu, od Talose jako prvního humanoidního robota z řecké éry až po Atlas společnosti Boston Dynamic s backflipy a dobře choreografickými tanečními rutinami a od mechaniků Leonarda da Vinciho muži na místě Boston Dynamic's Spot vykonávající koordinované úkoly s maximální přesností, robotika prošla dlouhou cestou.

Fakta o vývoji robotů

Robot je obvykle stroj určený k provádění rutinních nebo složitých úkolů prostřednictvím programování vědci a inženýry.

Primitivní roboti začali s jednoduchým určováním času a prováděním pouze rutinních úkolů, s omezeným nebo žádným lidským zásahem. Zvědavost lidských bytostí byla evidentní ve fantasy světech science fiction vytvořených v průběhu let. Tyto myšlenky vysílané v životě navijáku vysoce inspirovaly vývoj robotů v reálném životě.

Evoluce robota: Evoluční robotika

Jak je definována evoluční robotika?

Zvažte, jak se lidé vyvinuli z nejstarších známých druhů čeledi Hominidů a vykazují významné anatomické změny - Homo Erectus. Existují přesné kousky důkazů, zejména v aspektech bipedalismu, expanze mozku a kultury, které přivedly Homo Sapiens tam, kde jsou dnes, a tyto změny jsou ovlivněny přirozeným výběrem.

Podobně je Evoluční robotika vtěleným přístupem k dosažení umělé inteligence prostřednictvím principů výběru, variace a dědičnosti v designu robota. Toto je podmnožina Robot Evolution, která vede k inovaci robustnějších a adaptivnějších robotů. To vede k optimalizaci robotického systému nebo jednoho z jeho subsystémů proti cíli chování pomocí využití jeho konstrukčních prvků pomocí holistického přístupu.

Evoluční robotika, zaměřená na novou formu experimentalismu, může být také použita jako přístup revolučního přístupu ke studiu. Použití robotiky jako aktivátoru může pomoci vyřešit problémy, které je obtížné analyzovat, ne-li nemožné, pomocí počítačových modelů a praktických experimentů.

Jak dochází k evoluční robotice?

Experiment v evoluční robotice bere v úvahu náhodně generované vzorky návrhů robotů týkající se jednotlivých charakteristik. Nejhorší varianty jsou eliminovány a nahrazeny lepšími mutacemi templátu a / nebo kombinací. Tento evoluční algoritmus pokračuje až do dokončení zadaného časového období nebo nepřekročí jakýkoli cílový výstupní parametr.

Pro inženýrská zařízení, která musí fungovat v situacích, kdy intuice člověka není v nejlepším případě, lze dobře využít evoluční robotické techniky. Je také možné použít sofistikované simulované roboty jako vědecké nástroje k výrobě nových biologických a kognitivních vědeckých teorií a k hodnocení starých hypotéz zahrnujících testy, které se ukázaly jako náročné nebo nepraktické.

Kdy začala evoluční robotika jako experiment?

Experimenty na evoluční robotice začaly na řídicích systémech robotů ve 20. letech^th století Evropa pod vedením Daria Floreana a Francesca Mondady na EPFL. Začali experimentovat s řídicím systémem robota Khepera. Poté následoval evoluční robotický experiment na řídicím systému portálového robota na univerzitě v Sussexu. Na těle hardwaru těchto robotů však nebylo mnoho významných náznaků evoluce.

MIT Media Lab provedla první simulace jejich vyvinutých návrhů robotů koncem 20. století^th století sám. Nikdy se však nezměnily v praktické stroje. První aktualizace vyvinutého designu robota se měla uskutečnit od přelomu 21. století^st století.

Mohou se roboti skutečně vyvíjet?

Přirozený vývoj je proces s otevřeným koncem a dosažení úspěchu se svědky takového režimu v umělém stroji stále zůstává výzvou. Uvedený proces je definován s neustálým morfologickým a behaviorálním pokrokem, což vyžaduje pro výstavu lidský mozek. Neexistence lidského mozku omezuje tyto umělé stroje v intuitivním rozhodovacím procesu. I když se neustále uvažuje o vývoji mozku tak inteligentního jako člověk, je nejprve nutné pochopit, jaké principy jsou v tom zahrnuty a jak je vložit do uměle vytvořeného mozku.

Otázka však spočívá v tom, proč je skutečně nutné vytvořit otevřený evoluční proces pro roboty. K tomu mají vědci z různých oborů širokou škálu hledisek. Biologové věří, že tato vlastnost přinese větší přesnost do modelů studujících vývoj lidských bytostí tím, že zachová složitost a kritičnost rysů původních nálezů. Inženýři se současně domnívají, že tyto funkce umožní lepší a efektivnější řešení problémů komplexního konstrukčního návrhu.

Co můžeme očekávat od Robot Evolution?

Zde je diskutováno, s jakými očekáváními se vědci přibližují k experimentování na Robot Evolution.

Nové statistiky

• Spojení mysli a těla k dosažení rovnováhy- Mezi myslí a tělem existuje vyvážená složitost a takový kompromis mezi těmito dvěma by mohl výrazně zjednodušit budoucí robotiku. Evoluční algoritmy jsou stabilní modely přirozeného výběru, které se tak dokáží vyrovnat s morfologickými změnami a mají schopnost generovat struktury, které jim umožní rozvíjet jak řadiče, tak morfologie.
• Vznik inteligence- Návrh systémů s inteligentním chováním ovlivnil počáteční vývoj genetických algoritmů. Inteligentní akce je složená schopnost předpovídat svět ve světle jakéhokoli účelu, spojená s transformací každé predikce do adekvátní reakce. Díky tomu je umělý systém adaptivnější vůči životnímu prostředí.
• Vývoj sociálního chování- Vývoj sociálního chování se ptá, zda obvykle existují nebo neexistují podmínky a schopnost interdruhově a vnitrodruhově interagovat.
• Důkaz existence- Evoluce robota, která je objektivním procesem hledání, lze použít k rozpoznání lepších řešení, která by lidská bytost zanedbávala nebo na ni nikdy nemyslela.

Nástroje a metody návrhu

• Morpho-funkční design stroje- Vyžaduje to individuální vývoj morfologie, aparátu a návrhu řídicího systému tradičním způsobem. Tento přístup je jednoduchý v tom smyslu, že vědci s odbornými znalostmi zejména v každé z těchto oblastí mohou pracovat na jejich paralelním vývoji. Využívání synergií mezi těmito částmi se však stává obtížným. Naproti tomu vývoj robota závisí na hodnocení celého robota v kontaktu s jeho prostředím.
• Reprezentace řešení- Evoluce robota vyžaduje, aby byla popsána reprezentace řešení, která mají být zkoumána, a reprezentace by měla být v souladu s a poskytovat řešení zájmu, náhodného generování, mutace a křížení. Zejména nalezení vhodných reprezentací v evolučních algoritmech je obecně jedním z nejdůležitějších problémů. Bylo navrženo mnoho přímých a nepřímých kódování, které vykazují takovou modularitu.

Inovativní mechanismy

Není možné optimalizovat a opravit funkce robota před spuštěním, protože provozní požadavky nejsou předem dobře pochopeny a / nebo se časem mění. Konvenční řešení za těchto okolností nebude fungovat a jsou vyžadovány různé druhy schémat výběru a reprodukce.

Pokud jde o evoluční algoritmus, tyto rámce mají řadu pozoruhodných vlastností. Za prvé, existují dva zaměřené evoluční cíle: užitečnost a životaschopnost. Dalším pozoruhodným rysem je, že vztahem evoluce robota je zahrnutí evolučního algoritmu pro další upgrade evoluce robota.

Budou se roboti schopni reprodukovat?

Abychom mohli odpovědět na tuto otázku, musíme nejprve pochopit, co už víme. Byly vyvinuty teorie o samoreplikačních autonomních strojích, i když k našemu dobru nebyly dosud zcela realizovány. Kdo má říci, že takové stroje budou fungovat pouze pro lidské výhody? V den, kdy postoupí na úroveň, kdy jejich mozek může ovládat jejich tělesné funkce, se mohou rozhodnout, že už nebudou pomocníky lidstva a místo plně funkčních a soběstačných tvorů budou vyvíjet své vlastní domorodé druhy.

Teorie samoreplikujících se strojů uvádí, že samy se replikující stroj, který je v přírodě autonomní, může využívat suroviny v prostředí k autonomní replikaci, což dokazuje samoreplikaci podobným způsobem, jaký se nachází v přírodě. To bylo teoreticky prokázáno ve Von Neumannově sondě. Von Neumann také pracoval na tom, co nazval univerzálním konstruktorem, samoreplikačním systémem, který formoval v automatickém buněčném prostředí, které se mohlo vyvíjet.

Řada návrhů, jako je těžba Měsíce a formování lunárních továren, a solární satelity, příklad takových technologií.

V roce 2005 vědci z Cornell University vytvořili stroj, který dokáže vytvářet jeho kopie. Ačkoli je tento pokrok evidentně poznamenán směrem k evoluční robotice, ve skutečnosti nedělá nic lepšího než samoreplikaci. To jistě nesplňuje účel evoluce robota a je to jen důkaz koncepce.

Jsou lidské bytosti samy se replikujícími roboty?

Vědci zjistili, že protože potomci nejsou identické klony, lidé se regenerují, ale ve skutečnosti se nereplikují. A schopnost reprodukce závisí na kontextu v mnoha situacích. Například králíci jsou slušnými lesními replikátory, špatnými pouštními replikátory a propastnými replikátory hlubokého vesmíru.

I když existuje samostatná skupina argumentačních teorií, které uvádějí jinak. Proto je to spíše diskutabilní téma. Někteří věří, že A, C, T, G jsou ekvivalentem binární 0 a 1 kódu našich genů. Šifrují některá data, když kódujete počítače s písmennou abecedou s binární hodnotou, která kóduje lidské geny těmito čtyřmi molekulami.

Také věří, že bolest a emoce jsou také kódovány evolucí stejným způsobem, jakým začnete tisknout po kliknutí na tlačítko na klávesnici. Proto jsou pro ně lidské bytosti samy se replikujícími roboty pouze se schopností lépe se cvičit.

Osobně věřím v dříve diskutovaný koncept. Analogie obecně vychází ze skutečnosti, že byste mohli předpokládat, že naše mysl je jako software a že hardware je jako naše těla. To funguje dobře na symbolické úrovni a možná za nějakého primitivního paradigmatu vodivosti, ale aby se to dalo přeložit, je třeba hodně zjednodušit na realistické úrovni.

Software i jazyk jsou způsoby přenosu dat, ale úder do tváře je také způsob přenosu informací. Na tomto základě je software jazyk. Správný lidský jazyk je věc, která podle definice výpočetní techniky nevyhovuje dobře. Nikdy se to nedělá, nikdy to není tady, nikdy to není přímé, stejně to funguje, nemá to žádné závady ani chyby a je to do určité míry sdílené. Nemusí to být soudržné.

Také čtení:

• Kuloví roboti
• Kinematika paralelních robotů
• Válcové roboty
• Kloubové roboty
• Důležité vlastnosti robotického vidění
• Kinematika robota dopředu inverzní
• Staňte se robotikem důležité dovednosti
• Vlastnosti robota na dálkové ovládání
• Jak postavit kritické komponenty robota

Esha Chakraborty

Mám vzdělání v Aerospace Engineering, v současné době pracuji na aplikaci robotiky v obranném a vesmírném průmyslu. Neustále se učím a moje vášeň pro výtvarné umění mě udržuje nakloněnou k navrhování nových inženýrských konceptů.
S tím, že roboti v budoucnu nahradí téměř všechny lidské činy, rád svým čtenářům jednoduchým, ale poučným způsobem přiblížím základní aspekty předmětu. Rovněž bych rád udržoval aktuální informace o pokroku v leteckém a kosmickém průmyslu současně.