Tim predvođen istraživačima sa Univerziteta Northwestern razvio je prvu veštačku inteligenciju (AI) do danas koja može inteligentno da dizajnira robote od nule.
Da bi testirali novu veštačku inteligenciju, istraživači su sistemu dali jednostavan upit: Dizajnirajte robota koji može da hoda po ravnoj površini. Iako su prirodi bile potrebne milijarde godina da evoluira prvu vrstu koja hoda, novi algoritam je komprimovao evoluciju do brzine munje – dizajnirajući uspešno hodajućeg robota za samo nekoliko sekundi.
Ali AI program nije samo brz. Takođe radi na laganom personalnom računaru i dizajnira potpuno nove strukture od nule. Ovo je u oštrom kontrastu sa drugim sistemima veštačke inteligencije, koji često zahtevaju superkompjutere gladne energije i kolosalno velike skupove podataka. Čak i nakon što se svi ti podaci zbrišu, ti sistemi su vezani za ograničenja ljudske kreativnosti – samo oponašajući ljudske radnje iz prošlosti bez mogućnosti generisanja novih ideja.
Studija će biti objavljena u Zborniku radova Nacionalne akademije nauka.
„Otkrili smo veoma brz algoritam dizajna vođen veštačkom inteligencijom koji zaobilazi saobraćajne gužve evolucije, ne oslanjajući se na pristrasnost ljudskih dizajnera“, rekao je Sem Krigman iz Northvesterna, koji je vodio rad. „Rekli smo veštačkoj inteligenciji da želimo robota koji može da hoda po zemlji. Onda smo jednostavno pritisnuli dugme i, pre svega, napravio je nacrt robota u treptaju oka koji nimalo ne liči na bilo koju životinju koja je ikada hodala zemljom . Ovaj proces nazivam ‘trenutna evolucija’.“
Krigman je docent računarstva, mašinstva i hemijskog i biološkog inženjerstva na Northvestern McCormick School of Engineering, gde je član Centra za robotiku i biosisteme. Dejvid Metjuz, naučnik u Krigmanovoj laboratoriji, prvi je autor lista. Krigman i Metjuz su blisko sarađivali sa koautorima Endrjuom Spilbergom i Danijelom Rus (Tehnološki institut Masačusetsa) i Džošom Bongardom (Univerzitet Vermont) nekoliko godina pre njihovog revolucionarnog otkrića.
Početkom 2020. godine, Kriegman je privukao široku pažnju medija za razvoj ksenobota, prvih živih robota napravljenih u potpunosti od bioloških ćelija. Sada Krigman i njegov tim svoju novu veštačku inteligenciju vide kao sledeći napredak u potrazi za istraživanjem potencijala veštačkog života. Sam robot je skroman – mali, ljuskav i deformisan. I, za sada, napravljen je od neorganskih materijala. Ali Krigman kaže da to predstavlja prvi korak u novoj eri alata dizajniranih od veštačke inteligencije koji, poput životinja, mogu da deluju direktno na svet.
„Kada ljudi pogledaju ovog robota, mogli bi da vide beskorisni gedžet“, rekao je Krigman. „Vidim rođenje potpuno novog organizma.“
Dok AI program može da počne sa bilo kojim upitom, Kriegman i njegov tim počeli su sa jednostavnim zahtevom da dizajniraju fizičku mašinu sposobnu da hoda po kopnu. Tu je završen doprinos istraživača i AI je preuzeo.
Kompjuter je počeo sa blokom veličine sapuna. Moglo bi da se njiše, ali definitivno ne hoda. Znajući da još nije postigao svoj cilj, AI je brzo ponovio dizajn. Sa svakom iteracijom, AI je procenjivao svoj dizajn, identifikovao nedostatke i smanjio simulirani blok kako bi ažurirao njegovu strukturu. Na kraju, simulirani robot bi mogao da odskoči na mestu, zatim da skoči napred i zatim da se promeša. Konačno, nakon samo devet pokušaja, stvorio je robota koji je mogao da hoda polovinu dužine svog tela u sekundi – oko polovine brzine prosečnog ljudskog koraka.
Ceo proces dizajna – od bezobličnog bloka sa nultim kretanjem do potpunog hodajućeg robota – trajao je samo 26 sekundi na laptopu.
„Sada svako može da posmatra evoluciju u akciji dok AI generiše sve bolja i bolja tela robota u realnom vremenu“, rekao je Krigman. „Evoluirajući roboti su ranije zahtevali nedelje pokušaja i grešaka na superkompjuteru, i naravno pre nego što je bilo koja životinja mogla da trči, pliva ili leti oko našeg sveta, postojale su milijarde i milijarde godina pokušaja i grešaka. To je zato što evolucija nema predviđanje. Ne može da se vidi u budućnost da bi se znalo da li će određena mutacija biti korisna ili katastrofalna. Pronašli smo način da uklonimo ovaj povez sa očiju i na taj način komprimujemo milijarde godina evolucije u trenutak.“
Sama po sebi, AI je iznenađujuće smislila isto rešenje za hodanje kao i priroda: noge. Ali za razliku od izrazito simetričnih dizajna prirode, AI je zauzela drugačiji pristup. Dobijeni robot ima tri noge, peraje duž leđa, ravno lice i prošaran je rupama.
„Zanimljivo je jer nismo rekli veštačkoj inteligenciji da robot treba da ima noge“, rekao je Krigman. „Ponovo je otkriveno da su noge dobar način za kretanje po kopnu. Kretanje nogama je, u stvari, najefikasniji oblik zemaljskog kretanja.“
Da bi videli da li simulirani robot može da funkcioniše u stvarnom životu, Kriegman i njegov tim su koristili robota dizajniranog od veštačke inteligencije kao nacrt. Prvo su 3D štampali kalup negativnog prostora oko tela robota. Zatim su kalup napunili tečnom silikonskom gumom i pustili da se osuši nekoliko sati. Kada je tim iskočio očvrsnuti silikon iz kalupa, bio je mekan i fleksibilan.
Sada je bilo vreme da se vidi da li je simulirano ponašanje robota – hodanje – zadržano u fizičkom svetu. Istraživači su napunili gumeno telo robota vazduhom, čineći da se njegove tri noge šire. Kada se vazduh ispustio iz tela robota, noge su se skupile. Neprekidno upumpujući vazduh u robota, on se više puta širio, a zatim skupljao – uzrokujući sporu, ali stabilnu lokomociju.
Dok evolucija nogu ima smisla, rupe su neobičan dodatak. AI je probušio rupe po celom telu robota na naizgled nasumičnim mestima. Kriegman pretpostavlja da poroznost uklanja težinu i dodaje fleksibilnost, omogućavajući robotu da savije noge za hodanje.
„Mi zapravo ne znamo šta ove rupe rade, ali znamo da su važne“, rekao je on. „Zato što kada ih odnesemo, robot ili ne može više da hoda ili ne može da hoda.
Sve u svemu, Kriegman je iznenađen i fasciniran dizajnom robota, napominjući da većina robota dizajniranih od ljudi ili izgleda kao ljudi, psi ili hokejaški pakovi.
„Kada ljudi dizajniraju robote, mi težimo da ih dizajniramo tako da izgledaju kao poznati objekti“, rekao je Kriegman. „Ali veštačka inteligencija može da stvori nove mogućnosti i nove puteve napred koje ljudi nikada nisu ni razmišljali. Mogla bi nam pomoći da razmišljamo i sanjamo drugačije. A ovo bi nam moglo pomoći da rešimo neke od najtežih problema sa kojima se suočavamo.“
Iako prvi robot veštačke inteligencije može da uradi nešto više od pomeranja napred, Kriegman zamišlja svet mogućnosti za alate koje je dizajnirao isti program. Jednog dana bi slični roboti mogli da se kreću po ruševinama srušene zgrade, prateći termičke i vibracione signale u potrazi za zarobljenim ljudima i životinjama, ili bi mogli da prođu kroz kanalizacione sisteme da dijagnostikuju probleme, odčepe cevi i poprave oštećenja. AI bi takođe mogao da dizajnira nano-robote koji ulaze u ljudsko telo i usmeravaju se kroz krvotok da bi otpušili arterije, dijagnostikovali bolesti ili ubili ćelije raka.
„Jedina stvar koja nam stoji na putu prema ovim novim alatima i terapijama je to što nemamo pojma kako da ih dizajniramo“, rekao je Kriegman. „Na našu sreću, AI ima sopstvene ideje.“
