פיתוח ראשון של רובוטים המסוגלים לתכנן וליצור רובוטים אחרים
תמרה טראובמן
לראשונה, מדענים הצליחו לייצר רובוט שהתפתח בתהליך אבולוציוני ויצר רובוט אחר, ללא התערבות אנושית משמעותית. ההישג יוכל להוביל לירידה גדולה בעלויות הפיתוח והייצור של רובוטים המסוגלים לבצע משימות פשוטות. ייתכן שבעתיד הרחוק – עוד כמה עשרות שנים לפחות – רובוטים משוכללים יותר יוכלו באמת לענות על ההגדרה “חיים מלאכותיים” – להישלח לחלל, להתרבות ולהתפתח, וליצור צאצאים משופרים של עצמם שיתאימו לסביבה החדשה.
השנה התעורר בארה”ב ויכוח חריף, כאשר ביל ג'וי, מדען בכיר בענק המחשבים “Sun” פירסם במגזין “Wired” מאמר תחת הכותרת “העתיד אינו זקוק לנו”. הוא טען כי ייתכן שעל מדענים להפסיק לפתח את טכנולוגיית ההנדסה הגנטית והחיים המלאכותיים, משום שלדעתו, באחד הימים הטכנולוגיות הללו עלולות להוביל לקיום של יצורים אכזריים שיעלו ביכולתם על האדם, ויגרמו להכחדתו. החוקרים שפיתחו את הרובוט, הד”ר הוד ליפסון והד”ר ג'ורדן פולק מאוניברסיטת ברנדייס, אומרים שהתסריט הקודר של ג'וי מאוד רחוק מהמציאות. אתמול התפרסם בכתב העת המדעי “Nature” דו”ח מפורט על הניסויים שלהם.
על אף שהרובוטים נראים כמו צעצועי פלסטיק קטנים – והדבר היחיד שהם יודעים לעשות זה ללכת – מומחים הגדירו אותם כצעד חשוב בענף המדעי המתפתח של חיים מלאכותיים. “זה צעד הכרחי שחיכו לו זמן רב בדרך לחלום הסופי של מכונות שמתפתחות באופן עצמאי”, כתב הד”ר רודני ברוקס, מומחה בתחום הרובוטיקה ב-MIT, במאמר פרשנות נלווה למחקר.
לדברי מדענים העוסקים בפיתוח אינטיליגנציה וחיים מלאכותיים, תעשיית הרובוטיקה המסורתית הגיעה למבוי סתום. “הרבה מאוד אנשים בתעשייה בונים רובוטים מאוד משוכללים אבל לא יודעים לעשות אותם אינטליגנטים”, אומר הד”ר ליפסון, ישראלי-אמריקאי בוגר הטכניון. כדוגמה, הוא מציין את רכב החלל סוג'ורנר: הרובוט הקטן הזה, אחד הרובוטים המשוכללים שיוצרו אי פעם, שוטט לפני שלוש שנים על קרקע המאדים ושיגר תמונות לכדור הארץ. “עבדו עליו המון אנשים, אבל יש לו אינטיליגנציה של ג'וק”, מוסיף הד”ר ליפסון. “זו דוגמה מצוינת לכך שיש לנו בעיה מאוד קשה לתכנן מוח של רובוטים. מבחינה מכנית התקדמנו מאוד, אבל מבחינת האינטיליגנציה, אנחנו מאוד מאוד מפגרים”.
לפי הדיסציפלינה של אינטליגנציה מלאכותית, החיים שאמורים הרובוטים לחקות מורכבים מדי, וקשה להניח שעשרות שנים של מחקר ביולוגי יצליחו להבין מה בעצם נחוץ כדי לחשוב או לפעול כמו אדם. רעיון המפתח הוא פשוט להשתמש באותו כלי ששימש להתפתחות החיים – האבולוציה – ולהפעיל אותה על הרובוטים. עיקרון נוסף של הדיסציפלינה הוא שבניגוד לרובוטיקה האורתודוכסית, ה”מוח” וגוף הרובוט מפותחים יחד, כמו בטבע.
התפתחות הרובוטים נעשתה במחשב, המחשב שלח את הרובוטים המוצלחים ביותר למכונת יצור שבנתה אותם במציאות. בשלב הראשון, החוקרים נתנו לרובוטים הווירטואליים שלוש אבני בניין: מוטות, שרירים ותאי עצב מלאכותיים. הרובוטים יכלו להשתמש בהן בכל דרך אפשרית, להאריך ולקצר את המוטות, לקבל עוד שרירים, תאי עצב וסינפסות המקשרות ביניהם. לרובוטים הווירטואליים, כמו גם לכל היצורים עלי אדמות, לא היה מושג כיצד אמור להראות רובוט מוצלח. הם פשוט התרבו, עד שהמחשב הורה להם לעבור למכונת הייצור.
בכל פעם שנוצר דור חדש התרחשה בו מוטציה אקראית ששינתה אותו במעט. התהליך הזה דומה לתהליך האבולוציוני שבטבע, שבו מתרחשות מוטציות באופן אקראי ומשנות מאפיינים שונים בבעלי חיים או בצמחים. לרוב המוטציות אין כל משמעות, אבל חלקן מקנות לאורגניזם התאמה רבה יותר לסביבתו.
המקבילה ל”ברירה הטבעית” במחשב נקבעה לפי מהירות התנועה של הרובוטים. הרובוטים שנעו מהר יותר, השתכפלו פעמים רבות יותר, ולכן גם התפתחו מהר יותר. לאחר 300 עד 600 דורות אבולוציה וירטואלית, נותרו צאצאים של הרובוטים המהירים ביותר בלבד.
בשלב זה, שלח המחשב את העיצוב למדפסת תלת ממדית ש”הדפיסה” את הרובוט שכבה אחר שכבה. אז נאלצו החוקרים קצת להתערב והוסיפו לרובוטים מנוע. אבל לדברי הד”ר ליפסון, כיום מפתחים מדפסות שיוכלו להדפיס יותר מחומר אחד, ובסופו של דבר אף ייתכן כי יוכלו לייצר גם את המעגלים החשמליים והמנוע של הרובוטים.
ליפסון ופולק חזרו על התהליך כולו כמה פעמים, ובכל פעם האבולוציה סיפקה פתרון אחר. לאחד מהרובוטים היתה צורה של חץ והוא גרר את עצמו, לאחר צורה דומה לזו של סרטן ורובוט אחר פרש וכיווץ את גפיו כדי להתקדם. הם הופתעו לגלות שהתהליך האבולוציוני האקראי בו נוצרו הרובוטים הוביל לעתים להתפתחות רובוטים סימטריים למדי – תכונה המאפשרת תנועה יעילה. “זה משהו שבאמת הפתיע אותנו, כי לא הכנסנו את הסימטריה כקריטריון”, אומר הד”ר ליפסון. “דברים שידועים למהנדסים, חוקי יסוד בהנדסה, מתגלים באופן לא מודע גם על ידי המערכת”.
עובדה מעניינת היא שמהלך האבולציה של הרובוטים הווירטואליים התרחש באופן שמזכיר את אבולוציית החיים הביולוגיים. התפתחות הרובוטים לא היתה רציפה, אלא התרחשה בקפיצות, וככל שההתפחות התקדמה, עבר זמן רב יותר בין קפיצה לקפיצה.
הד”ר ליפסון אומר שמחישובים תיאורטיים עולה כי התהליך הקריטי באבולוציה – זה המעודד התקדמות – הוא שיתוף פעולה ותחרות. עתה מנסים ליפסון ופולק ליצור רובוטים שיוכלו אף ליצור יחסי גומלין ביניהם, ובסופו של דבר אף לשתף פעולה זה עם זה.
באתר הבית של המעבדה אפשר לצפות בקטעי וידאו ואנימציה של הרובוטים ולהוריד תוכנת שומר מסך שמריצה את האבולוציה של הרובוטים. כתובתו:
http://www.demo.cs.brandeis.edu/pr/golem
{הופיע בעיתון הארץ, 1/9/2000}
אתר הידען היה חלק מפורטל IOL מקבוצת הארץ בתקופה המדוברת
אתר הידען היה עד סוף שנת 2002 חלק מפורטל IOL מקבוצת הארץ
