Робот судорожно ползет, как тяжелораненый, пытающийся добраться до своих на «морально-волевых». Он поскрипывает сервоприводами, нелепо вскидывает все четыре конечности и, наконец добравшись до края стола в лаборатории, замирает. Путь длиной в несколько метров занял у него больше суток. Но эти десять уродливых «шагов» одного робота — огромный прорыв для всей робототехники.
Его создатели — ученые из американского Корнельского университета и Университета штата Вермонт — уверяют, что решили две главные проблемы, мешавшие человеку быть «Творцом». Полтора года назад они научили роботов самостоятельно создавать себе подобных, то есть «размножаться». А сейчас воплотили в железе вполне человеческое свойство — адаптивное мышление. Робот, прозванный из-за своей формы «Морской звездой», самостоятельно — без написанного человеком алгоритма — научился передвигаться, пусть его «походка» и выглядит нелепо.
Передвигается робот скорее ползком, причем какими-то странными рывками. Но создателей «Морской звезды» это мало заботит. «У него и не было задания поднять свое тело над землей и ходить пешком. У него было задание передвигаться по плоскости по прямой, и робот эту задачу решил достаточно эффективно», — рассказывает одни из них, Виктор Зыков. «Впервые в мире робот решил задачу не по заложенным в него людьми алгоритмам, а самостоятельно создав эти алгоритмы», — с гордостью говорит один из руководителей проекта, профессор Ход Липсон.
Сразу после включения «сознание» робота представляет собой почти что «чистый лист». У машины есть задача — двигаться по прямой. Кроме того, роботу известен набор элементов, из которых он состоит. Из этого набора данных он у себя в голове случайным образом строит сотню различных комбинаций-предположений о том, как управляться со всеми этими механизмами. После чего посылает сигнал на сервоприводы — и с помощью встроенных сенсоров проверяет результат. Из 100 моделей «первого поколения» 90% отсеиваются, а остальные слегка видоизменяются, «скрещиваются» друг с другом и заново проходят проверку на полезность для достижения задачи. По словам Зыкова, этот процесс похож на то, как маленький ребенок постигает мир, пытаясь, например, все объекты попробовать на вкус. Так и «Морская звезда» поначалу может пытаться проводить над собой эксперименты, которые не совсем логичны. Например, попытается стукнуть себя об землю. Потом она поймет, что если цель — двигаться вперед, то бить себя об землю неконструктивно, и больше так поступать не будет.
Спустя 16 циклов, в каждом из которых строится по 200 поколений виртуальных моделей, «Морская звезда», наконец, «осознает», как именно она устроена, и запоминает выбранную ею виртуальную модель. «На основе этой модели робот пытается добиться такого режима работы, при котором достигнет своей цели и при этом себя не разрушит», — рассказывает Виктор Зыков. По его словам, в первом же опыте их «Морская звезда» разработала такую систему управления ногами, что сдвинулась с места в правильном направлении с первой же попытки.
После того как робот научился передвигаться с помощью четырех ног, ученые имитируют аварию: отключают робота, отрывают ему одну ногу и включают заново. При первом же шаге машина понимает, что старая, приспособленная для четырех ног виртуальная модель не соответствует реальным показаниям датчиков, и тут же останавливается. Тогда «Морская звезда» пускается в очередной виток эволюционных построений и вырабатывает новый алгоритм передвижения — для трех ног. Еще более нелепый с виду, но от того не менее эффективный.
Правда, каждый такой «мыслительный процесс» занимает по 30 часов и происходит не в самом роботе, а в подключенном к нему суперкомпьютере. Но ученые говорят, что главное принцип, а остальное — дело техники: наращивание вычислительных мощностей сегодня идет очень быстро.
По словам советника директора ЦНИИ робототехники и технической кибернетики Александра Железнякова, эта разработка будет востребована немедленно, например, для создания роботов, работающих в экстремальных условиях, будь то кратер вулкана или поверхность другой планеты. «Впрочем, самое главное не это, а то, что на практике доказана сама возможность создания “думающих” механизмов. Одно дело строить адаптивные системы на словах, другое — заставить их работать», — говорит Александр Железняков. Поэтому такие аппараты гораздо интересней и полезней, чем все человекоподобные роботы, которых сегодня плодят в Японии, уверен специалист.
Виктор Зыков говорит, что «Морская звезда» обладает пусть и примитивным, но самосознанием. Машина понимает, кем она является в окружающем мире. А скоро сможет создать копию себя из деталей — такую возможность Липсон и Зыков продемонстрировали еще год назад. Робот, состоящий из кубиков, в каждом из которых находился электромагнит с процессором, строил из таких же кубиков себе подобного. Новая копия тоже начинала «размножаться», и так далее, пока не кончались запасные кубики. Управляла всем программа, похожая по конфигурации на центральную нервную систему дождевого червя.
Выглядели эти роботы-кубики даже примитивней «Морской звезды». Но уже тогда Ход Липсон уверял корреспондента Newsweek, что за несколько лет группа создаст робота, который сможет и приспосабливаться к окружающим условиям, и размножаться. Сегодня в руках ученых уже есть обе технологии, и они активно работают над их совмещением.