Έντυπη Έκδοση

ΜΕ ΑΥΤΟΣΧΕΔΙΑ ΜΙΝΙ-ΡΟΜΠΟΤ ΜΕΛΕΤΑΤΑΙ Η «ΚΟΙΝΩΝΙΚΗ» ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ ΕΝΤΟΜΩΝ

«Αμυαλα» ρομπότ με... συλλογική νοημοσύνη

Η συλλογική συμπεριφορά των εντόμων είναι ένα θαύμα της φύσης. Για παράδειγμα, πολλά είδη τερμιτών, ενώνοντας τις δυνάμεις τους, δημιουργούν εντυπωσιακές κατασκευές, με υπόγεια τούνελ και σπηλιές που εξαπλώνονται σε δεκάδες μέτρα μήκος και βάθος.

Το πώς αυτά οργανώνονται, για να επιτύχουν ένα συλλογικό σκοπό, είναι ένα από τα μεγάλα μυστήρια της μοντέρνας επιστήμης. Διάφορες θεωρίες υποστηρίζουν ότι η συμπεριφορά αυτή προκύπτει από τον τρόπο που τα έντομα επικοινωνούν μεταξύ τους ή ακόμη και από ένα είδος ανώτερης κοινωνικής νοημοσύνης.

Σήμερα, ο Λούκα Τζιόμι και οι συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ ισχυρίζονται πως η απάντηση μπορεί να είναι πολύ πιο απλή και αρκετά πιο παράξενη απ' ό,τι πιστεύαμε. Υποστηρίζουν πως η περίπλοκη αυτή συλλογική συμπεριφορά προκύπτει από τη μηχανική της κίνησής τους μέσα σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον. Με άλλα λόγια, δεν χρειάζονται κάποια ειδικής μορφής επικοινωνία, κοινωνικούς κανόνες ή συλλογική νοημοσύνη.

Μέσω δονήσεων

Η ομάδα κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα κάνοντας σειρά πειραμάτων με BristleBots, δηλαδή μικρά αυτοσχέδια ρομπότ που κινούνται μέσω δονήσεων.

Οποιοσδήποτε μπορεί να κατασκευάσει ένα τέτοιο ρομπότ, χρησιμοποιώντας την κεφαλή μιας οδοντόβουρτσας και ένα μικρό μοτεράκι, όπως αυτά που διαθέτουν τα κινητά τηλέφωνα ή πολλά παιδικά παιχνίδια, για να δονούνται. Εάν τοποθετήσουμε μερικά τέτοια ρομποτάκια σε μία κυκλικά οριοθετημένη περιοχή, αυτά κινούνται ανεξέλεγκτα στο χώρο.

Με ένα μοτεράκι και μια οδοντόβουρτσα μπορείτε να κατασκευάσετε ένα μίνι ρομπότ με εντυπωσιακά περίπλοκη συμπεριφορά, ανάλογη εκείνης ενός σμήνους... Με ένα μοτεράκι και μια οδοντόβουρτσα μπορείτε να κατασκευάσετε ένα μίνι ρομπότ με εντυπωσιακά περίπλοκη συμπεριφορά, ανάλογη εκείνης ενός σμήνους... Οταν όμως ο Τζιόμι και η ομάδα του αύξησαν τον αριθμό τους, αυτά ξεκίνησαν να αυτοοργανώνονται σε στροβιλιζόμενα σμήνη. Η μετάβαση από την αταξία στην τάξη γίνεται μόνο όταν η πυκνότητά τους στο χώρο αγγίξει κάποιο όριο (η ομάδα έχει ανεβάσει ένα βίντεο με το πείραμα στο Youtube: https: //www.youtube.com/watch?v=0uqsRGFLM20). Υστερα από αυτή την ανακάλυψη, η ερευνητική ομάδα αναπαρήγαγε αυτή τη συμπεριφορά, χρησιμοποιώντας λογισμικό εξομοίωσης σε ηλεκτρονικό υπολογιστή και μελέτησε τα μοτίβα που δημιουργούσαν τα ρομπότ, μεταβάλλοντας τον αριθμό τους και το περιβάλλον μέσα στο οποίο κινούνταν.

«Διαίσθηση»

Φυσικά, αυτό το φαινόμενο συμπεριλαμβάνει περισσότερες παραμέτρους από την τυχαία κίνηση μιας ομάδας ρομπότ που λειτουργούν χωρίς εγκέφαλο και χωρίς αισθητήρια όργανα. Τα μικροσκοπικά BristleBots μπορούν κατά μία έννοια να διαισθάνονται το περιβάλλον τους και να αντιδρούν σε αυτό, αλλάζοντας κατεύθυνση, όταν χτυπούν πάνω σε έναν τοίχο ή το ένα με το άλλο. Αυτός ο παράγοντας, δηλαδή η ικανότητα της αλληλεπίδρασης με το περιβάλλον τους, με τον απλούστερο τρόπο, είναι αυτό που τα κάνει να συμπεριφέρονται οργανωμένα, χωρίς κανενός είδους επικοινωνία μεταξύ τους.

Η ιδέα πως η αλληλεπίδραση μεταξύ κινούμενων αντικειμένων και του περιβάλλοντός τους μπορεί να οδηγήσει σε ευφυή συμπεριφορά, δεν είναι καινούργια. Ενα ενδιαφέρον παράδειγμα είναι αυτό της «έξυπνης» σταγόνας λαδιού που μπορεί να βρει το δρόμο της μέσα από ένα λαβύρινθο. Η σταγόνα κινείται μέσα σε ένα ειδικό υγρό και μοιάζει «ζωντανή», καθώς επιλέγει ποια πορεία να ακολουθήσει μέσα στο λαβύρινθο. Αυτή η νοημοσύνη είναι απλώς μία ψευδαίσθηση που δημιουργεί η ίδια η δομή του λαβύρινθου. Στο κέντρο του βρίσκεται μία χημική ουσία, την οποία η σταγόνα λαδιού ακολουθεί μέσω μιας απλής χημικής αντίδρασης που προκαλεί η διαφορά του pH. Ο μηχανισμός αυτός επιτρέπει στη σταγόνα να βρει τη λύση, αλληλεπιδρώντας με το περιβάλλον της.

Ομαδική συμπεριφορά

Αυτή τη στιγμή, η συμπεριφορά των BristleBots και το περιβάλλον μέσα στο οποίο κινούνται είναι σχετικά απλά. Ομως, δεν είναι δύσκολο να φανταστούμε τα μικροσκοπικά αυτά ρομπότ να επιδεικνύουν πιο ευφυή συμπεριφορά, αν τα τοποθετήσουμε μέσα σε πιο περίπλοκα περιβάλλοντα. Ενα ενδιαφέρον ερώτημα που προκύπτει είναι εάν υπάρχουν συγκεκριμένοι κανόνες που διέπουν την ομαδική συμπεριφορά του σμήνους και εάν αυτές οι συμπεριφορές μπορούν να αναπαραχθούν τεχνητά στο εργαστήριο.

Για παράδειγμα, είναι εφικτό να δημιουργήσουμε ένα περιβάλλον, το οποίο θα κάνει τα ρομπότ αυτά να δημιουργήσουν μία προηγμένη υπόγεια κατασκευή με ένα δίκτυο τούνελ και σπηλαίων, όπως αυτά των τερμιτών;

Θεωρητικά, όντως είναι εφικτό (ένα σμήνος από BristleBots θα μπορούσε να σπρώχνει άμμο ή τουβλάκια Lego, δημιουργώντας περίτεχνες κατασκευές σαν αυτές των τερμιτών). Πέρα από την κατανόηση της συλλογικής συμπεριφοράς των εντόμων, από το απλό αυτό πείραμα η ομάδα των ερευνητών του Χάρβαρντ κατάφερε να βγάλει συμπεράσματα και για την ίδια τη φύση της νοημοσύνης.

Στο επίκεντρο όλων αυτών βρίσκεται το θεμελιώδες ερώτημα του πώς ορίζεται η νοημοσύνη. Εμείς οι άνθρωποι θεωρούμε τους εαυτούς μας ευφυή όντα, όμως οφείλουμε να αναρωτηθούμε πόσες από τις πράξεις μας είναι αποτέλεσμα απλών αλληλεπιδράσεων με το περιβάλλον, μέσα στο οποίο βρισκόμαστε, και όχι απαραίτητα ευφυούς σκέψης.

* Από το The Physics arXiv Blog

Αποστολή με Email Εκτύπωση σελίδας

Διαβάστε επίσης

Στην κατηγορία
Επιστήμη & Τεχνολογία
Με λέξεις-κλειδιά
Ρομποτική & τεχνητή νοημοσύνη
Άλλα θέματα στην κατηγορία Επιστήμη & Τεχνολογία της έντυπης έκδοσης
Πληροφορική και διαδίκτυο
Η Google μας βάζει στα γυαλιά
Περιβάλλον & οικολογία
Πώς νίκησαν το χημικό «τέρας» της Κωπαΐδας
Υδάτινος εφιάλτης λόγω μικροβίων
Βιολογικό φίλτρο για τα τυροκομικά απόβλητα
Ιατρικές έρευνες & μελέτες
Θαυματουργό... πλάσμα
Αχτίδα ελπίδας για τη μάστιγα του αιώνα
Ρομποτική & τεχνητή νοημοσύνη
«Αμυαλα» ρομπότ με... συλλογική νοημοσύνη
Τεχνολογία
3D μικροεκτυπώσεις βιομηχανικής κλίμακας
Τηλεπικοινωνίες
Πονοκέφαλος οι ιοί στα κινητά