Κοπάδι ρομποτικών ψαριών συγχρονίζει το κολύμπι του, για πρώτη φορά

11:43 18/1/2021 - Πηγή: Dimoprasion

Τα κοπάδια των ψαριών εμφανίζουν πολύπλοκη και συγχρονισμένη συμπεριφορά, πράγμα που τους βοηθά να βρίσκουν τροφή, να μεταναστεύουν και να ξεφεύγουν από τους θηρευτές. Τα ψάρια δεν επικοινωνούν μεταξύ τους για να συνεννοηθούν τι θα κάνουν μετά, αλλά η συλλογική συμπεριφορά τους αναδύεται μέσα από έναν αυθόρμητο συντονισμό, με το κάθε ψάρι να παίρνει αποφάσεις ανάλογα με το τι βλέπει να κάνουν τα άλλα γύρω του.
Αυτή η αποκεντρωμένη συμπεριφορά, αυτο-οργάνωση και συνεργασία ανέκαθεν γοήτευε τους επιστήμονες, ιδίως τους ειδικούς στη ρομποτική. Τώρα, για πρώτη φορά, ερευνητές της Σχολής Μηχανικών

και Εφαρμοσμένων Επιστημών και του Ινστιτούτου Βιολογικά Εμπνευσμένης Μηχανικής Wyss του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ των ΗΠΑ, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Ρομποτικής «Science Robotics», ανέπτυξαν ρομπότ-ψάρια που μπορούν να συγχρονίσουν αυθόρμητα τις κινήσεις τους στο νερό όπως ένα κοπάδι πραγματικών ψαριών, χωρίς τον παραμικρό εξωτερικό έλεγχο. Είναι η πρώτη φορά που επιτυγχάνεται πολύπλοκη συλλογική συμπεριφορά υποθαλάσσιων ρομπότ χωρίς έξωθεν παρέμβαση.
«Τα ρομπότ συχνά αναλαμβάνουν αποστολές σε περιοχές απρόσιτες ή επικίνδυνες για τους ανθρώπους, όπου η ανθρώπινη παρέμβαση μπορεί να μην είναι δυνατή. Σε αυτές τις καταστάσεις είναι πραγματικά χρήσιμο να μπορεί ένα άκρως αυτόνομο ρομποτικό κοπάδι να έχει αυτάρκεια, ακόμη και αν δεν υπάρχουν κάτω από το νερό πράγματα όπως το GPS και το Wi-Fi», δήλωσε ο ερευνητής Φλόριαν Μπέρλινγκερ.
Ο συγχρονισμός των -έως επτά- ρομποτικών ψαριών έγινε εφικτός χάρη στον εφοδιασμό τους με ένα νέο σύστημα οπτικού συντονισμού με μπλε φως LED, ανάλογο της βιοφωταύγειας των πραγματικών ψαριών. Κάθε μηχανικό ψάρι διαθέτει δύο κάμερες-πτερύγια και τρία φώτα LED. Οι κάμερες ανιχνεύουν τα φωτάκια στα γύρω ψάρια και μετά ένας αλγόριθμος, ενσωματωμένος στο κάθε ρομπότ, καθορίζει την απόσταση και την κατεύθυνση των άλλων, ώστε το κάθε «ψάρι» να προσαρμόσει ανάλογα τη συμπεριφορά του, π.χ. κολυμπώντας ομαδικά σε κύκλους.
Καθόλου τυχαία, η ανάπτυξη του ρομποτικού κοπαδιού έγινε με την υποστήριξη του Γραφείου Ερευνών του Πολεμικού Ναυτικού των ΗΠΑ, το οποίο -προφανώς- διαβλέπει (και) στρατιωτικές εφαρμογές.
Ρομπότ με (κάποια) ενσυναίσθηση
Σε μία άλλη συναφή σημαντική «πρωτιά» στη ρομποτική, ερευνητές της Σχολής Μηχανικών και Εφαρμοσμένων Επιστημών του Πανεπιστημίου Κολούμπια της Νέας Υόρκης, με επικεφαλής της καθηγητή του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών Χοντ Λίπσον, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», δημιούργησαν ένα ρομπότ που μαθαίνει να προβλέπει οπτικά πώς θα συμπεριφερθεί ένα άλλο ρομπότ, εμφανίζοντας ένα υποτυπώδες είδος ενσυναίσθησης.
Το επίτευγμα ανοίγει τον δρόμο για να επικοινωνούν καλύτερα τα ρομπότ μεταξύ τους, αλλά και πιο «ανθρώπινα» με τους ανθρώπους, με τον ίδιο τρόπο που σε ένα ζευγάρι ο ένας σύντροφος μπορεί να προβλέψει την κίνηση του άλλου. Η ικανότητα των ανθρώπων και ορισμένων ζώων να προβλέπουν τις πράξεις των άλλων διευκολύνει τη συμβίωση, τη συνεργασία και την επιδίωξη κοινών στόχων. Όμως, έως τώρα τα ρομπότ υστερούσαν απελπιστικά σε αυτόν τον τομέα.
Τα πειράματα έδειξαν ότι το ένα ρομπότ ήταν σε θέση να προβλέψει τον στόχο του άλλου ρομπότ στο 98% των περιπτώσεων, απλώς και μόνο μέσω οπτικής παρατήρησης και με τον κατάλληλο αλγόριθμο. «Τα ευρήματα μας δείχνουν πώς τα ρομπότ αρχίζουν να βλέπουν τον κόσμο από την οπτική γωνία ενός άλλου ρομπότ. Είναι, ίσως, μία πρωτόγονη μορφή ενσυναίσθησης», ανέφερε ο ερευνητής Μπογιουάν Τσεν.
Προς το παρόν, οι συμπεριφορές των ρομπότ είναι πολύ απλούστερες από εκείνες των ανθρώπων, αλλά στην πορεία αναμένεται να βελτιώσουν τις δυνατότητές τους να «μπαίνουν στο μυαλό» ενός άλλου ρομπότ, με τον ίδιο τρόπο που τα παιδιά στην ηλικία των περίπου τριών ετών αρχίζουν να καταλαβαίνουν ότι οι άλλοι άνθρωποι γύρω τους έχουν τους δικούς τους στόχους, ανάγκες και απόψεις. Ασφαλώς, για ακόμη αρκετά χρόνια οι άνθρωποι θα είναι καλύτεροι από τα ρομπότ στο να «μπαίνουν στα παπούτσια» των άλλων.
Από την άλλη πλευρά, σύμφωνα με τον Λίπσον, ανακύπτουν ηθικά ερωτήματα, καθώς, μεταξύ άλλων, εάν η τεχνολογία επιτρέψει στα ρομπότ να έχουν ενσυναίσθηση παρόμοια με των ανθρώπων και να μπορούν να μαντέψουν τις σκέψεις και προθέσεις των ανθρώπων, ίσως μάθουν επίσης να χειραγωγούν τις ανθρώπινες σκέψεις. Άλλος ένας δυνητικός πονοκέφαλος από την ολοένα πιο ικανή τεχνητή νοημοσύνη…