این ربات می‌تواند راه رفتن را یاد بگیرد؛ بدون برنامه‌نویسی و بسیار سریع!

محققان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) مدعی‌اند نخستین اندام رباتیک مبتنی بر هوش مصنوعی را خلق کرده‌اند که قادر به یادگیری نحوه راه رفتن است؛ بدون آنکه ربات به طور خاص برای این کار برنامه‌ریزی شده باشد.

وقتی که یک کودک برای اولین بار راه می‌رود، والدینش این اتفاق را جشن می‌گیرند. حالا محققان USC در چنین حال و هوایی به سر می‌برند. الگوریتم مورد استفاده توسط اعضای این تیم، الهام گرفته از بیولوژی موجودات زنده است. همانند حیوانات که اندکی پس از متولد شدن، توانایی راه رفتن را پیدا می‌کنند؛ این ربات هم تنها پس از 5 دقیقه بازی کردن با دست و پای جانور مانند خود، می‌تواند بفهمد که چگونه از تاندون‌هایش برای قدم برداشتن استفاده کند.

«برایان کوهن» متخصص کامپیوتر از USC می‌گوید:

توانایی یک گونه‌ی جانوری برای یادگیری نحوه حرکت و انطباق خود با تغییرات محیط پیرامون، از همان ابتدا یکی از مولفه‌های مهم تکامل بوده است. حالا ما یک گام جلوتر رفته‌ایم تا به ربات ها این قدرت را بدهیم که همانند حیوانات، از یکدیگر یاد بگیرند و با محیط آداپته شوند.

امروزه برای اکثر ربات ها، ماه‌ها یا حتی سال‌ها زمان می‌برد تا با دنیای واقعی تعامل پیدا کنند. اما حالا به لطف این الگوریتم جدید، محققان می‌دانند چه کنند که ربات‌ ها به سادگی و تنها با انجام دادن کاری، آن را یاد بگیرند. این فرایند در مقوله رباتیک، با نام Motor babbling شناخته می‌شود. بابلینگ به معنای حرف زدن نامفهوم کودکان است که با تکرار و آزمون و خطا، درست صحبت کردن را یاد می‌گیرند. در فرایند «موتور بابلینگ» نیز یک ربات با آزمون و خطا، نحوه صحیح انجام کاری را خواهد آموخت.

به گفته‌ی «علی مرجانی نژاد» یکی از مهندسان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی:

در حین مرحله بابلینگ، سیستم دستوراتی را به صورت رندوم ارسال می‌کند تا ربات، زاویه حرکت مفاصل را درک کند. سپس تحت یک شبکه عصبی سه لایه‌ای، آموزش می‌بیند تا تخمین بزند که هر دستور خاص چه حرکتی را موجب خواهد شد. بعد ما وظیفه‌ای را به آن محول کرده و رفتار خوبش را تقویت می‌کنیم.

همه این‌ها یعنی که از این پس مهندسان علم رباتیک هنگام برنامه نویسی؛ نیازی به معادلات دقیق و موشکافی شده، شبیه‌سازهای کامپیوتری بسیار پیشرفته یا هزاران بار تکرار برای بهینه‌سازی یک عملکرد ندارند. در عوض با این تکنولوژی جدید، یک ربات می‌تواند نقشه درونی ذهنش را با توجه به اندام خود و محیط پیرامون بسازد؛ با کمک دست و پای دو مفصلی و سه تاندونی خود حرکات بی‌نقص انجام دهد؛ و برای تعامل بهتر با دنیای خارج، همواره یاد بگیرد و رشد کند.

محققان حتی مشاهده کردند که برخی از این ربات ها مانند انسان‌ها، شیوه راه رفتن مخصوص به خود را دارند. آن‌طور که «فرانسیسکو والرو-کوواس» از USC توضیح می‌دهد:

ربات های ما از بدو تولد، تجارب محدود خود را به کار می‌گیرند تا راهکاری برای حل مسائل پیدا کنند. سپس آن تبدیل به یک عادت یا حتی جزئی از شخصیت‌شان می‌شود. به همین دلیل ما ربات‌هایی داریم که خرامان خرامان راه می‌روند، ربات‌هایی که تنبل هستند و بسیار آهسته حرکت می‌کنند یا ربات‌هایی که مانند یک قهرمان گام برمی‌دارند.

این دستاوردی است که بیولوژیست‌ها و اهالی علم رباتیک، مدت‌ها رویای آن را داشتند و بنابر ادعای اعضای این تیم، می‌تواند به ساخت ربات‌های همه‌ فن حریفی منجر شود که انطباق‌پذیر، ترمیم‌پذیر و دارای واکنش سریع در انجام امور روزمره باشند.

البته در حال حاضر، کاربردهای این تکنولوژی را صرفا می‌توانیم تصور کنیم؛ اما با چنین الگوریتم‌های قدرتمند و تازه‌ای، شاید در آینده بتوان اندام مصنوعی کارامدتری را برای افراد معلول تهیه کرد. یا اینکه بتوان ربات‌ها را برای اکتشافات فضایی یا عملیات امداد و نجات در مناطق خطرناک اعزام کرد تا چنین ماموریت‌هایی با ایمنی بیشتری همراه باشند.

«داریو اوربینا-ملندز» مهندس زیست‌پزشکی دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و یکی دیگر از اعضای تیم می‌گوید:

این ربات های رویایی، قادر خواهند بود در کاری که یاد گرفتنش برای حیوانات چندین ماه زمان می‌برَد، طی چند دقیقه استاد شوند. پروژه‌ی ما ترکیبی از علوم مهندسی، هوش مصنوعی، آناتومی و عصب‌شناسی بوده و نشانه‌ای از اینکه ساخت چنین ربات هایی امکان‌پذیر است.