Zespół badaczy z Columbia University zademonstrował praktyczne działanie tej koncepcji przy pomocy tzw. Truss Links, czyli kratownicowych modułów magnetycznych, które potrafią same się łączyć, tworzyć struktury 2D i 3D (np. tetraedry), a następnie “zjadać” dodatkowe elementy, by się wzmacniać. W jednym z testów robot po dodaniu sobie “kończyny” zwiększył swoją prędkość schodzenia z wysokości o 66,5%, a to dopiero wierzchołek góry lodowej potencjalnej ewolucji.
Nowa era robotyki? Truss Links pokazują, jak może zadziałać robotyczny metabolizm
Klasyczne roboty to zamknięte i skomplikowane systemy, a to sprawia, że kiedy jeden element zawiedzie, konieczna jest interwencja człowieka. Tymczasem w naturze organizmy rosną, naprawiają się i przystosowują nieustannie. Robotyczny metabolizm działa według tej samej logiki, bo roboty jako systemy otwarte potrafią same pozyskiwać komponenty z otoczenia lub innych jednostek, aby przetrwać, zmieniać kształt albo udoskonalać swoje funkcje. Takie podejście redefiniuje pojęcie współczesnej robotyki, ale oczywiście nie jest to prosty temat i wspomniane moduły Truss Link, które to umożliwiają, są tego świetnym przykładem.
Czytaj też: Twój domowy robot sprzątający wymięka. Chiny pokazały MT1Vac, który wessie wszystko i pozbawi nas pracy
Chociaż Truss Link są pozornie proste, bo przecież wyglądają jak pręty z magnesami, to kryją w sobie zdolność do orientacji niezależnej od kierunku, biernego przemieszczania się i autonomicznego składania się w bardziej złożone formy. Co ważne, nie wymagają centralnego systemu dowodzenia, przypominając tym samym coś w formie klocków LEGO. W ramach demonstracji roboty tworzyły najpierw płaskie struktury (trójkąty, gwiazdy), następnie przechodziły w formy przestrzenne, a potem rozbudowywały się, “wchłaniając” dodatkowe elementy. Jeden z robotów po dodaniu czegoś w rodzaju “laski” wspomagającej poruszanie się zyskał niemal 70% poprawy w prędkości zjazdu. Co więcej, kiedy dochodziło do uszkodzenia struktury, robot potrafił ją przebudować, rekonfigurując się z użyciem nowych elementów.
Zastosowania tego typu robotów są szerokie, bo np. akcjach ratunkowych po trzęsieniach ziemi roboty mogłyby odbudowywać się z części rozbitych jednostek i kontynuować pracę tam, gdzie człowiek nie może dotrzeć. Z kolei w misjach kosmicznych, gdzie dostęp do zapasów jest ograniczony, zdolność do adaptacji i samonaprawy może zadecydować o sukcesie operacji. W dłuższej perspektywie powstaje wizja całych ekosystemów robotów, samoreplikujących się, ewoluujących i uczących się, aby tworzyć żywe sieci maszyn, a potencjalnie nawet własne “cywilizacje”, choć wtedy wymagałyby pewnego poziomu samoświadomości.
Czytaj też: Szybki jak pantera. Chiny mają robota, w którego trudno uwierzyć
Na drodze do pełnej autonomii stoją jednak wyzwania. Modułowość, która świetnie sprawdza się w prostych strukturach, może okazać się trudna do wdrożenia w precyzyjnych systemach jak drony czy ramiona przemysłowe. Pojawia się też pytanie o kontrolę, bo dziś ruchy tego typu robotów są zdecentralizowane, oparte na prostych zasadach, ale w przyszłości potrzebne będą bezpieczne protokoły, by nie doszło do niekontrolowanego demontażu lub “kanibalizmu” między robotami. Kwestie etyczne również nie pozostają bez znaczenia, bo jak tu wytłumaczyć społeczeństwu, że roboty potrafią się replikować, a nawet zjadać siebie nawzajem, aby lepiej służyć misji?
Według zespołu badaczy prawdziwa autonomia robotów nie sprowadza się wyłącznie do inteligencji cyfrowej. Oznacza też fizyczną niezależność, a więc zdolność do podtrzymywania własnego istnienia w trudnych warunkach. Ich celem jest stworzenie “interfejsu cyfrowego do świata fizycznego”, w którym SI nie tylko przetwarza dane, ale aktywnie wpływa na swoje ciało, rekonstruując je i rozwijając. Następnym krokiem jest więc integracja czujników, siłowników i elektroniki z modułami, by roboty mogły naprawiać nie tylko strukturę, ale także swoje “mózgi” i “zmysły”. Opracowanie zaawansowanych algorytmów koordynacji pozwoli z kolei setkom, a nawet tysiącom części organizować się w jeszcze bardziej złożone maszyny.
Wraz z rozwojem tego typu sprzętu konieczne będą nowe ramy prawne i etyczne, a to zwłaszcza w kontekście zastosowań wojskowych, infrastrukturalnych czy ratunkowych. Robotyczny metabolizm to dziś bowiem więcej niż technologiczna ciekawostka. To początek nowej ery, w której roboty przestają być jedynie narzędziami, a stają się samowystarczalnymi organizmami mechanicznymi zdolnymi do wzrostu, naprawy i adaptacji.