Evolução do Robô: 3 Expectativas Importantes

by

O que é Robot Evolution?

Do relógio de água egípcio encontrado na tumba de Amenhotep I ao rover Perseverance pousando com sucesso em Marte, de Talos sendo o primeiro robô humanóide da era grega ao Atlas de Boston Dynamic executando backflips e rotinas de dança bem coreografadas, e da mecânica de Leonardo da Vinci homens para o Boston Dynamic's Spot realizando tarefas coordenadas com a maior precisão, a robótica já percorreu um longo caminho.

Fatos da evolução do robô

Um robô é normalmente uma máquina projetada para realizar tarefas rotineiras ou complexas por meio da programação de cientistas e engenheiros.

Os robôs primitivos começaram com uma simples contagem do tempo e realizando apenas tarefas rotineiras, com intervenção humana limitada ou nenhuma. A curiosidade dos seres humanos ficou evidente nos mundos de fantasia da ficção científica criados ao longo dos anos. Essas ideias transmitidas na vida do carretel inspiraram bastante a evolução dos robôs na vida real.

Evolução do robô: Robótica Evolutiva

Como a Robótica Evolucionária é definida?

Considere como os seres humanos evoluíram a partir das primeiras espécies conhecidas da família dos hominídeos, exibindo mudanças anatômicas significativas - o Homo Erectus. Existem fragmentos precisos de evidências, principalmente nos aspectos de bipedalismo, expansão do cérebro e cultura, que trouxeram o Homo Sapiens onde estão hoje e essas mudanças são influenciadas pela seleção natural.

Da mesma forma, a Robótica Evolucionária é uma abordagem incorporada para alcançar inteligência artificial por meio de seleção, variação e princípios de hereditariedade no projeto de robôs. Este é um subconjunto da Evolução do Robô que leva à inovação de robôs mais robustos e adaptáveis. Isso leva à otimização de um sistema robótico ou de um de seus subsistemas em relação a um objetivo comportamental, explorando seus recursos de design usando uma abordagem holística.

Centrada em uma nova forma de experimentalismo, a robótica evolucionária também pode ser usada como uma abordagem de abordagem revolucionária para estudos. Usar a robótica como ativador pode ajudar a resolver problemas que são difíceis de analisar, senão impossíveis, por modelos de computador e experimentos práticos.

Como ocorre a Robótica Evolucionária?

Um experimento em robótica evolutiva considera amostras geradas aleatoriamente de designs de robôs pertencentes a características individuais. As variantes de pior desempenho são eliminadas e substituídas por melhores mutações e / ou combinações de modelo. Este algoritmo evolutivo continua até a conclusão de um período de tempo especificado ou excede qualquer parâmetro de saída de destino.

evolução do robô
Evolução do robô: Fluxo de Trabalho de Robótica Evolutiva, Fonte da imagem: https://www.frontiersin.org/files/Articles/126753/frobt-02-00004-HTML/image_m/frobt-02-00004-g001.jpg

Para dispositivos de engenharia que devem funcionar em situações nas quais a intuição humana não está no melhor de seu uso, as técnicas de robótica evolutiva podem ser bem exploradas. Também é possível usar sofisticados robôs simulados como instrumentos científicos para produzir novas teorias das ciências biológicas e cognitivas e avaliar velhas hipóteses envolvendo testes que se mostraram desafiadores ou impraticáveis.

Quando a Robótica Evolucionária começou como um experimento?

A experimentação em robótica evolutiva começou em sistemas de controle de robôs em 20th século Europa sob Dario Floreano e Francesco Mondada na EPFL. Eles começaram a fazer experiências com o sistema de controle do Robô Khepera. Isso foi seguido pelo experimento de robótica evolucionária no sistema de controle do robô Gantry na Universidade de Sussex. No entanto, não houve muitas dicas significativas de evolução no corpo do hardware desses robôs.

O MIT Media Lab conduziu as primeiras simulações de seus projetos de robôs evoluídos no final dos anos 20th próprio século. No entanto, eles nunca se transformaram em máquinas práticas. A primeira atualização de um projeto de robô evoluído ocorreu desde a virada de 21st século.

Os robôs podem realmente evoluir?

A evolução natural é um processo aberto e obter sucesso ao testemunhar tal regime em uma máquina artificial ainda permanece um desafio. O referido processo se define com constantes avanços morfológicos e comportamentais, e isso requer um cérebro de aspecto humano para a exposição. A inexistência de um cérebro semelhante ao humano limita essas máquinas artificiais no processo de tomada de decisão intuitiva. Mesmo que se pense continuamente em desenvolver um cérebro tão inteligente quanto o humano, primeiro é necessário entender quais princípios estão envolvidos nisso e como inseri-los no cérebro produzido artificialmente.

Mas a questão reside em por que, de fato, é necessário criar um processo evolutivo aberto para robôs. Para isso, cientistas de várias áreas têm uma ampla gama de pontos de vista. Os biólogos acreditam que esse recurso trará mais precisão aos modelos que estudam a evolução dos seres humanos, mantendo a complexidade e a criticidade dos recursos nas descobertas originais. Simultaneamente, os engenheiros acreditam que esses recursos permitirão uma solução melhor e eficiente dos complexos problemas de projeto de engenharia.

O que podemos esperar do Robot Evolution?

Aqui, é discutido com quais expectativas os cientistas estão se aproximando em relação aos experimentos na Evolução do Robô.

Novas idéias

  • Acoplamento de mente e corpo para alcançar o equilíbrio- Existe uma complexidade equilibrada entre a mente e o corpo, e tal compromisso entre os dois poderia simplificar significativamente a robótica futura. Algoritmos evolutivos são modelos estáveis ​​de seleção natural que podem, portanto, lidar com mudanças morfológicas e têm a capacidade de gerar estruturas que lhes permitem desenvolver controladores e morfologias.
  • Emergência de inteligência- A concepção de sistemas com comportamento inteligente influenciou o desenvolvimento inicial de algoritmos genéticos. A ação inteligente é uma capacidade composta de prever o mundo de alguém à luz de qualquer propósito, combinada com a transformação de cada previsão em uma reação adequada. Isso torna o sistema artificial mais adaptável ao meio ambiente.
  • Evolução do comportamento social- A evolução do comportamento social pergunta se as condições tipicamente necessárias e a capacidade de interagir entre espécies e intra-espécies existem ou não.
  • Prova de existência- A evolução do robô sendo um processo de busca imparcial, pode ser usada para reconhecer as melhores soluções que um ser humano negligenciaria ou nunca pensaria.

Ferramentas e métodos de design

  • Projeto de máquina Morpho-funcional- Requer o desenvolvimento individual da morfologia, do aparelho e do projeto do sistema de controle de maneira tradicional. Esta abordagem é simples no sentido de que cientistas com experiência principalmente em cada um dos campos podem trabalhar para desenvolvê-los paralelamente. Porém, explorar as sinergias entre essas partes torna-se difícil. Em contraste, a evolução do robô depende de avaliações de todo o robô em contato com seu ambiente.
  • Representação de soluções- A evolução do robô requer uma representação das soluções a serem examinadas para serem descritas e a representação deve ser consistente e fornecer solução de interesse, geração aleatória, mutação e cruzamento. Em particular, encontrar representações adequadas em algoritmos evolutivos, em geral, é um dos problemas mais críticos. Muitas codificações diretas e indiretas foram propostas para exibir tal modularidade.

Mecanismos Inovadores

Não é possível otimizar e reparar os recursos do robô antes do lançamento, pois os requisitos operacionais não são bem compreendidos com antecedência e / ou mudam com o tempo. A solução convencional não funcionará nessas circunstâncias, e diferentes tipos de esquemas de seleção-reprodução são necessários.

Com relação ao algoritmo evolutivo, tais frameworks possuem uma variedade de propriedades notáveis. Em primeiro lugar, existem dois objetivos evolutivos focados: utilidade e viabilidade. Outra característica notável é que a relação da evolução do robô é envolver o algoritmo evolutivo para a atualização posterior das evoluções do robô.

Os robôs serão capazes de se reproduzir?

Para responder a essa pergunta, primeiro devemos entender o que já sabemos. Existem teorias desenvolvidas sobre máquinas autônomas autorreplicantes, embora, para nosso bem, elas ainda não tenham sido totalmente realizadas. Quem pode dizer que essas máquinas funcionarão apenas em benefício dos humanos? No dia em que avançam para um nível em que seu cérebro pode controlar suas funções corporais, eles podem decidir não ser mais assistentes da humanidade e desenvolver sua própria espécie nativa em vez de criaturas totalmente funcionais e autossuficientes.

A teoria das máquinas autorreplicantes afirma que uma máquina autorreplicante autônoma na natureza pode usar matérias-primas no ambiente para se replicar de forma autônoma, demonstrando assim a autorreplicação de maneira semelhante à encontrada na natureza. Isso foi teoricamente demonstrado na sonda Von Neumann. Von Neumann também trabalhou no que chamou de construtor universal, um sistema autorreplicante que ele formalizou em um ambiente celular automático que poderia evoluir.

Máquina auto-replicante de 1200px
Evolução do robô: Representação de auto-replicação da máquina; Fonte da imagem: Peter J. Yost, CC0, via Wikimedia Commons

Uma variedade de propostas, como a mineração da lua e a formação de fábricas lunares, e satélites movidos a energia solar são exemplos de tais tecnologias.

Em 2005, pesquisadores da Cornell University criaram uma máquina que pode construir cópias de si mesma. Embora esse avanço seja evidentemente marcado em direção à robótica evolucionária, ele realmente não faz nada melhor do que se auto-replicar. Isso certamente não cumpre o propósito da evolução do robô e é apenas uma prova de conceito.

Os seres humanos são robôs auto-replicantes?

Os pesquisadores descobriram que, como os descendentes não são clones idênticos, os seres humanos se regeneram, mas não se auto-replicam. E a capacidade de reprodução depende do contexto em muitas situações. Os coelhos, por exemplo, são replicadores decentes da floresta, replicadores ruins do deserto e replicadores abismais do espaço profundo.

Embora exista um grupo separado de teorias argumentativas que afirmam o contrário. Portanto, é um assunto mais discutível. Alguns acreditam que A, C, T, G são equivalentes ao 0 e 1 do binário do código de nossos genes. Eles criptografam alguns dados quando você codifica computadores do alfabeto de letras com um valor binário que codifica genes humanos com essas quatro moléculas.

Eles também acreditam que a dor e a emoção também são codificadas pela evolução, da mesma maneira que você começa a imprimir quando clica em um botão no teclado. Portanto, para eles, os seres humanos são robôs que se auto-reproduzem apenas com a capacidade de ter treinado melhor.

Eu acredito pessoalmente no conceito discutido anteriormente. A analogia geralmente vem do fato de que você pode supor que nossa mente é como um software e que o hardware é como nosso corpo. Isso funciona bem em um nível simbólico e talvez sob algum paradigma primitivo de condutivismo, mas para traduzir isso, é preciso simplificar muito em um nível realista.

Tanto o software quanto a linguagem são formas de transmitir dados, mas um soco na cara também é uma forma de transmitir as informações. Nessa base, o software é uma linguagem. Linguagem humana adequada é algo que não se ajusta bem à definição de computação. Isso nunca é feito, nunca está aqui, nunca é direto, funciona de qualquer maneira, não tem falhas ou falhas e é compartilhado até certo ponto. Não precisa ser coerente.

Leia também: