Kami mengajari robot untuk berevolusi secara mandiri sehingga mereka dapat beradaptasi dengan kehidupan sendirian di planet yang jauh
Robotics

Kami mengajari robot untuk berevolusi secara mandiri sehingga mereka dapat beradaptasi dengan kehidupan sendirian di planet yang jauh


Sudah disarankan bahwa robot akan diperlukan jika manusia ingin menetap di planet lain. Dikirim ke depan untuk menciptakan kondisi yang menguntungkan bagi umat manusia, robot ini harus tangguh, mudah beradaptasi, dan dapat didaur ulang jika mereka ingin bertahan hidup dalam iklim kosmik yang tidak ramah yang menunggu mereka.

Berkolaborasi dengan ahli robot dan ilmuwan komputer, tim saya dan saya telah mengerjakan serangkaian robot seperti itu. Diproduksi melalui printer 3-D — dan dirakit secara mandiri — robot yang kami buat terus berkembang untuk mengoptimalkan dengan cepat untuk kondisi tempat mereka berada.

Pekerjaan kami mewakili kemajuan terbaru menuju jenis ekosistem robot otonom yang dapat membantu membangun rumah masa depan umat manusia, jauh dari Bumi dan jauh dari pengawasan manusia.

Robot naik

Robot telah berkembang pesat sejak pertama kali kita terjun ke dalam gerakan buatan beberapa dekade yang lalu. Saat ini, perusahaan seperti Boston Dynamics memproduksi robot yang sangat efisien yang memuat truk, membuat palet, dan memindahkan kotak di sekitar pabrik, melakukan tugas yang mungkin Anda pikir hanya dapat dilakukan oleh manusia.

Terlepas dari kemajuan ini, merancang robot untuk bekerja di lingkungan yang tidak diketahui atau tidak ramah — seperti exoplanet atau palung laut dalam — masih menjadi tantangan besar bagi para ilmuwan dan insinyur. Di luar angkasa, seperti apa bentuk dan ukuran robot yang ideal? Haruskah merangkak atau berjalan? Alat apa yang diperlukan untuk memanipulasi lingkungannya — dan bagaimana ia bertahan dari tekanan, suhu, dan korosi kimia yang ekstrem?

Sebuah brainteaser yang mustahil bagi manusia, alam telah memecahkan masalah ini. Evolusi Darwin telah menghasilkan jutaan spesies yang secara sempurna beradaptasi dengan lingkungannya. Meskipun evolusi biologis membutuhkan waktu jutaan tahun, evolusi buatan – memodelkan proses evolusi di dalam komputer – dapat berlangsung dalam hitungan jam, atau bahkan menit. Ilmuwan komputer telah memanfaatkan kekuatannya selama beberapa dekade, menghasilkan nozel gas ke antena satelit yang sesuai dengan fungsinya, misalnya.

Tetapi evolusi buatan saat ini untuk bergerak, objek fisik masih membutuhkan banyak pengawasan manusia, membutuhkan umpan balik yang ketat antara robot dan manusia. Jika evolusi buatan ingin merancang robot yang berguna untuk eksplorasi planet ekstrasurya, kita harus mengeluarkan manusia dari lingkaran. Intinya, desain robot yang berevolusi harus membuat, merakit, dan menguji diri mereka sendiri secara mandiri — terlepas dari pengawasan manusia.

Seleksi tidak wajar

Setiap robot yang berevolusi harus mampu merasakan lingkungannya dan memiliki beragam cara bergerak — misalnya menggunakan roda, kaki yang disambung, atau bahkan campuran keduanya. Dan untuk mengatasi kesenjangan realitas yang tak terelakkan yang terjadi saat mentransfer desain dari perangkat lunak ke perangkat keras, juga diinginkan agar setidaknya beberapa evolusi terjadi di perangkat keras — dalam ekosistem robot yang berkembang dalam waktu nyata dan ruang nyata.

Proyek Autonomous Robot Evolution (ARE) membahas hal ini dengan tepat, menyatukan ilmuwan dan insinyur dari empat universitas dalam proyek empat tahun yang ambisius untuk mengembangkan teknologi baru yang radikal ini.

Seperti yang digambarkan di atas, robot akan “lahir” melalui penggunaan manufaktur 3-D. Kami menggunakan jenis baru arsitektur evolusi perangkat keras-perangkat lunak hybrid untuk desain. Artinya, setiap robot fisik memiliki tiruan digital. Robot fisik diuji performanya di lingkungan dunia nyata, sementara klon digital mereka memasuki program perangkat lunak, di mana mereka menjalani evolusi simulasi yang cepat. Sistem hibrida ini memperkenalkan jenis evolusi baru: generasi baru dapat dihasilkan dari penyatuan sifat-sifat paling sukses dari “ibu” virtual dan “ayah” fisik.

Selain ditampilkan di simulator kami, robot “anak” yang diproduksi melalui evolusi hibrid kami juga dicetak 3-D dan diperkenalkan ke dalam dunia nyata, lingkungan seperti creche. Individu yang paling berhasil dalam pusat pelatihan fisik ini membuat “kode genetik” mereka tersedia untuk reproduksi dan untuk perbaikan generasi mendatang, sementara robot yang kurang “cocok” dapat dengan mudah diangkat dan didaur ulang menjadi yang baru sebagai bagian dari siklus evolusi yang sedang berlangsung.

Dua tahun proyek berjalan, kemajuan signifikan telah dicapai. Dari perspektif ilmiah, kami telah merancang algoritme evolusi buatan baru yang telah menghasilkan beragam rangkaian robot yang mengemudi atau merangkak, dan dapat belajar menavigasi melalui labirin yang rumit. Algoritme ini mengembangkan baik rencana tubuh dan otak robot.

Otak berisi pengontrol yang menentukan bagaimana robot bergerak, menafsirkan informasi sensorik dari lingkungan dan menerjemahkannya ke dalam kontrol motorik. Setelah robot dibuat, algoritme pembelajaran dengan cepat menyempurnakan otak anak untuk memperhitungkan potensi ketidaksesuaian antara tubuh barunya dan otak yang diwariskan.

Dari perspektif teknik, kami telah merancang “RoboFab” untuk mengotomatiskan produksi sepenuhnya. Lengan robotik ini menyambungkan kabel, sensor, dan “organ” lain yang dipilih oleh evolusi ke sasis cetak 3-D robot. Kami merancang komponen ini untuk memfasilitasi perakitan cepat, memberikan RoboFab akses ke kotak peralatan besar yang terdiri dari anggota tubuh dan organ robot.

Pembuangan limbah

Kasus penggunaan besar pertama yang akan kami tangani adalah menerapkan teknologi ini untuk merancang robot guna melakukan pembersihan limbah warisan di reaktor nuklir — seperti yang terlihat di miniseri TV Chernobyl. Menggunakan manusia untuk tugas ini berbahaya dan mahal, dan solusi robotik yang diperlukan tetap dikembangkan.

Ke depan, visi jangka panjangnya adalah mengembangkan teknologi secara memadai untuk memungkinkan evolusi seluruh ekosistem robotik otonom yang hidup dan bekerja dalam waktu lama di lingkungan yang menantang dan dinamis tanpa perlu pengawasan manusia secara langsung.

Dalam paradigma baru yang radikal ini, robot dibuat dan dilahirkan, bukan dirancang dan diproduksi. Robot semacam itu secara fundamental akan mengubah konsep mesin, menampilkan jenis baru yang dapat mengubah bentuk dan perilaku mereka dari waktu ke waktu — sama seperti kita.


Robot pengubah bentuk yang beradaptasi dengan lingkungannya


Disediakan oleh The Conversation

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.

Kutipan: Kami mengajarkan robot untuk berevolusi secara mandiri sehingga mereka dapat beradaptasi dengan kehidupan sendiri di planet yang jauh (2021, 2 Februari), diakses pada 2 Februari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-02-robots-evolve-autonomously- life-distant.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Data SGP 2020