Эволюционная робототехника - это воплощенный подход к искусственному интеллекту ( ИИ ), в котором роботы автоматически конструируются с использованием дарвиновских принципов естественного отбора . [1] Конструкция робота или подсистемы робота, такой как нейронный контроллер , оптимизирована для достижения поведенческой цели (например, работать как можно быстрее). Обычно конструкции оцениваются при моделировании как изготовление тысяч или миллионов конструкций, и их тестирование в реальном мире является чрезмерно дорогостоящим с точки зрения времени, денег и безопасности.
Эксперимент по эволюционной робототехнике начинается с популяции случайно сгенерированных роботов. Худшие дизайны отбрасываются и заменяются мутациями и / или комбинациями лучших дизайнов. Этот эволюционный алгоритм продолжается до тех пор, пока не истечет заранее заданное время или не будет превышен какой-либо целевой показатель производительности.
Методы эволюционной робототехники особенно полезны для разработки машин, которые должны работать в средах, в которых у человека ограничена интуиция (наноразмер, космос и т. Д.). Развитые смоделированные роботы также могут использоваться в качестве научных инструментов для создания новых гипотез в биологии и когнитивной науке, а также для проверки старых гипотез, требующих экспериментов, которые оказалось трудно или невозможно провести в реальности.
История
В начале 1990-х две отдельные европейские группы продемонстрировали разные подходы к эволюции систем управления роботами. Дарио Флореано и Франческо Мондада из EPFL разработали контроллеры для робота Khepera . [2] Адриан Томпсон, Ник Якоби, Дэйв Клифф , Инман Харви и Фил Хасбандс разработали контроллеры для портального робота в Университете Сассекса . [3] [4] Однако тело этих роботов предполагалось еще до эволюции.
О первых симуляциях эволюционировавших роботов сообщили Карл Симс и Джеффри Вентрелла из MIT Media Lab , также в начале 1990-х годов. [5] [6] Однако эти так называемые виртуальные существа никогда не покидали своих смоделированных миров . Первые усовершенствованные роботы, которые будут созданы в реальности, были напечатаны на 3D-принтере Ходом Липсоном и Джорданом Поллаком из Университета Брандейса на рубеже 21 века. [7]
Смотрите также
Рекомендации
- Перейти ↑ Bongard, Josh (2013). «Эволюционная робототехника». Коммуникации ACM . 56 (8): 74–83. DOI : 10.1145 / 2493883 .
- ^ Флореано, Дарио; Мондада, Франческо (1996). «Эволюция самонаведения в реальном мобильном роботе». IEEE Transactions по системам, человеку и кибернетике . 26 (3): 396–407.
- ^ Клифф, Дэйв; Мужья, Фил; Харви, Инман (1993). «Исследования в области эволюционной робототехники». Адаптивное поведение . 2 (1): 73–110.
- ^ Харви, Инман; Мужья, Фил; Клифф, Дэйв; Томпсон, Адриан; Якоби, Ник (1997). «Эволюционная робототехника: подход Сассекса». Робототехника и автономные системы . 20 (2–4): 205–224.
- ^ Симс, Карл (1994). «Развитие трехмерной морфологии и поведения за счет конкуренции». Искусственная жизнь . 1 (4): 353–372.
- ^ Вентрелла, Джеффри (1994). Исследования появления морфологии и локомоционного поведения у анимированных персонажей . Искусственная жизнь. С. 436–441.
- ^ Липсон, Ход; Поллак, Иордания (2000). «Автоматическое проектирование и производство роботизированных форм жизни». Природа . 406 (6799): 974–978.