AI uczy się chodzić po nieznanym terenie dzięki robo-zwierzakowi
Dzięki robo-zwierzakowi możemy zobaczyć w jaki sposób sztuczna inteligencja uczy się imitować poruszanie się naszych czworonogów.
Dziś, dzięki postępom sztucznej inteligencji inspirowanej naturą, staje się to rzeczywistością. Nowe badania naukowców z University of Leeds i University College London, opublikowane w Nature Machine Intelligence, pokazują, jak robot może nauczyć się chodzić jak pies czy koń i co ważniejsze, jak może samodzielnie decydować, kiedy zmienić chód, by dostosować się do nowych warunków.
Badacze nazwali swojego robota „Clarence”. Ten czworonożny automat potrafi samodzielnie przełączać się między chodzeniem, truchtem czy skokami tak jak czynią to ssaki w naturze. Inspiracją stały się zwierzęta: psy, koty czy konie, które instynktownie zmieniają sposób poruszania, by oszczędzać energię, utrzymać równowagę czy szybko zareagować na zagrożenie.
Zamiast żmudnego programowania każdej możliwej sytuacji, Clarence korzysta z głębokiego uczenia przez wzmocnienie. Jak tłumaczy Joseph Humphreys, główny autor badania, robot trenował w symulacji przez dziewięć godzin to błyskawiczne tempo w porównaniu do tego, jak długo młode zwierzęta uczą się poruszać pewnie po świecie. Gdy strategia była gotowa, robot wyszedł na prawdziwe podwórko. Pokonał nierówne drewno, korzenie i kamienie, wszystko bez dodatkowych czujników czy ręcznej korekty.
Podejście wpisuje się w szerszy trend biomimikry, czyli naśladowania natury w inżynierii. Już teraz projektanci samolotów inspirują się skrzydłami ptaków, a inżynierowie próbują odtworzyć sposób, w jaki gekony przyczepiają się do powierzchni, by tworzyć nowe materiały klejące. W robotyce bioinspiracja nie jest nowością, ale nowością jest to, jak głęboko AI zaczyna „uczyć się” od zwierząt. Wcześniej algorytmy były dobre w wykonywaniu zadań w idealnych, przewidywalnych warunkach. Teraz zaczynają radzić sobie w świecie pełnym niepewności.
Podobne przełomy widać w badaniach nad miękkimi robotami (soft robotics), które poruszają się i zmieniają kształt jak meduzy czy ośmiornice. Z kolei projekt DARPA, amerykańskiej agencji obrony, rozwija roboty inspirowane owadami, które mogą wpełzać w ciasne szczeliny podczas misji ratunkowych.
Zdolność do adaptacji otwiera przed Clarence’em (i jego przyszłymi „braćmi”) ogromny potencjał. Taki robot może wejść tam, gdzie człowiek nie da rady do stref skażonych radioaktywnie, zniszczonych przez trzęsienie ziemi czy zagrożonych zawaleniem. Podobne rozwiązania testuje NASA, myśląc o robotach eksplorujących powierzchnię Księżyca czy Marsa, gdzie nieprzewidywalny teren to codzienność.
Co ciekawe, badanie pokazuje też, że AI zyskuje coś, co przypomina „instynkt”. Jak tłumaczy prof. Zhou z UCL, robot nie potrzebuje już dokładnych map czy skryptów: „Uczenie się naturalnych strategii ruchu pozwala maszynom na podejmowanie decyzji w czasie rzeczywistym — tak jak robią to zwierzęta.”
Na razie Clarence opanował podstawowe gaty, ale badacze nie zamierzają się zatrzymać. Następnym krokiem mają być umiejętności takie jak dalekie skoki, wspinaczka czy poruszanie się po stromych zboczach. Docelowo podobne systemy mają trafić nie tylko do robotów wielkości psa, ale też do większych maszyn, a nawet do humanoidalnych robotów, które będą poruszać się z płynnością i gracją zbliżoną do ludzkiej.
Ostatecznie Clarence to nie tylko ciekawostka z laboratorium. To kolejny krok w kierunku robotów, które nie tylko wykonują polecenia, ale potrafią adaptować się i „przewidywać” jak istoty żywe. I choć do pełnej autonomii na wzór natury droga daleka, jedno jest pewne: inspiracja przyrodą jeszcze nieraz podsunie inżynierom rozwiązania, o których dziś myślimy jak o science fiction.
Szymon Ślubowski
