Natychmiastowa ewolucja: sztuczna inteligencja projektuje nowego robota od podstaw w ciągu kilku sekund

Aby przetestować nową sztuczną inteligencję, badacze dali systemowi prostą wskazówkę: zaprojektuj robota, który będzie mógł chodzić po płaskiej powierzchni. Chociaż wyewoluowanie pierwszego chodzącego gatunku zajęło naturze miliardy lat, nowy algorytm skompresował ewolucję do prędkości błyskawicy, projektując skutecznie chodzącego robota w zaledwie kilka sekund.

Ale program AI jest nie tylko szybki. Działa również na lekkim komputerze osobistym i projektuje od podstaw całkowicie nowatorskie konstrukcje. Stanowi to wyraźny kontrast w stosunku do innych systemów sztucznej inteligencji, które często wymagają energochłonnych superkomputerów i kolosalnie dużych zbiorów danych. Nawet po przetworzeniu wszystkich tych danych systemy te są ograniczone ludzką kreatywnością i jedynie naśladują przeszłe dzieła ludzi, bez możliwości generowania nowych pomysłów.

Wyniki badania zostaną opublikowane 3 października w Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Odkryliśmy bardzo szybki algorytm projektowania oparty na sztucznej inteligencji, który omija korki ewolucyjne, nie popadając w stronniczość ludzkich projektantów” – powiedział Sam Kriegman z Northwestern, który kierował pracami. „Powiedzieliśmy sztucznej inteligencji, że chcemy robota, który mógłby chodzić po lądzie. Następnie po prostu wcisnęliśmy przycisk i gotowe! W mgnieniu oka wygenerowano plan robota, który w niczym nie przypomina żadnego zwierzęcia, jakie kiedykolwiek chodziło po ziemi Nazywam ten proces „natychmiastową ewolucją”.

Kriegman jest adiunktem informatyki, inżynierii mechanicznej oraz inżynierii chemicznej i biologicznej w McCormick School of Engineering w Northwestern, gdzie jest członkiem Centrum Robotyki i Biosystemów. Pierwszym autorem artykułu jest David Matthews, naukowiec z laboratorium Kriegmana. Kriegman i Matthews blisko współpracowali ze współautorami Andrew Spielbergiem i Danielą Rus (Massachusetts Institute of Technology) oraz Joshem Bongardem (Uniwersytet w Vermont) przez kilka lat, zanim dokonali przełomowego odkrycia.

Od ksenobotów po nowe organizmy

Na początku 2020 r. Kriegman przyciągnął szerokie zainteresowanie mediów opracowaniem ksenobotów, pierwszych żywych robotów wykonanych w całości z komórek biologicznych. Obecnie Kriegman i jego zespół postrzegają swoją nową sztuczną inteligencję jako kolejny postęp w ich dążeniu do zbadania potencjału sztucznego życia. Sam robot jest niepozorny, mały, gąbczasty i zniekształcony. I na razie jest wykonany z materiałów nieorganicznych. Kriegman twierdzi jednak, że stanowi to pierwszy krok w nowej erze narzędzi zaprojektowanych przez sztuczną inteligencję, które podobnie jak zwierzęta mogą oddziaływać bezpośrednio na świat.

„Kiedy ludzie patrzą na tego robota, mogą zobaczyć bezużyteczny gadżet” – powiedział Kriegman. „Widzę narodziny zupełnie nowego organizmu”.

Od zera do chodzenia w ciągu kilku sekund

Chociaż program sztucznej inteligencji może rozpocząć się od dowolnego polecenia, Kriegman i jego zespół zaczęli od prostego żądania zaprojektowania fizycznej maszyny zdolnej do poruszania się po lądzie. Na tym skończył się wkład badaczy, a kontrolę przejęła sztuczna inteligencja.

Komputer zaczął się od bloku wielkości kostki mydła. Mógłby się chwiać, ale na pewno nie chodzić. Wiedząc, że nie osiągnęła jeszcze swojego celu, sztuczna inteligencja szybko podjęła dalsze prace nad projektem. Przy każdej iteracji sztuczna inteligencja oceniała swój projekt, identyfikowała wady i poprawiała symulowany blok, aby zaktualizować jego strukturę. W końcu symulowany robot mógł podskakiwać w miejscu, następnie skakać do przodu, a następnie tasować. Wreszcie, po zaledwie dziewięciu próbach, udało się wygenerować robota, który mógł chodzić o połowę swojej długości na sekundę, co stanowi mniej więcej połowę prędkości przeciętnego kroku człowieka.

Cały proces projektowania, od bezkształtnego bloku o zerowym ruchu do w pełni działającego robota kroczącego, trwał zaledwie 26 sekund na laptopie.

„Teraz każdy może oglądać ewolucję w akcji, podczas gdy sztuczna inteligencja generuje w czasie rzeczywistym coraz lepsze ciała robotów” – powiedział Kriegman. „Ewoluujące roboty wymagały wcześniej tygodni prób i błędów na superkomputerze i oczywiście zanim jakiekolwiek zwierzęta mogły biegać, pływać lub latać po naszym świecie, minęły miliardy lat prób i błędów. Dzieje się tak dlatego, że ewolucja nie potrafi przewidywać. Nie potrafi zajrzeć w przyszłość i dowiedzieć się, czy konkretna mutacja będzie korzystna czy katastrofalna. Znaleźliśmy sposób na usunięcie tej przepaski, kompresując w ten sposób miliardy lat ewolucji w jednej chwili.

Odkrywanie nóg na nowo

reklama