«Мгновенная эволюция»: ИИ спроектировал шагающего робота за 26 секунд

Команда под руководством исследователей Школы инженерии Маккормика Северо-Западного университета (США) разработала первый в своем роде искусственный интеллект, который способен проектировать роботов с нуля.

ИИ-системе дали простую подсказку: спроектировать робота, который сможет ходить по плоской поверхности. Создание шагающего робота заняло всего несколько секунд.

«Мы сказали ИИ, что нам нужен робот, который мог бы ходить по земле. Затем мы просто нажали кнопку — и вуаля! Он в мгновение ока сделал чертеж робота, который не похож ни на одно животное. Я называю этот процесс мгновенной эволюцией», — сказал возглавлявший работу Сэм Кригман, доцент кафедры информатики, машиностроения, химической и биологической инженерии в Школе инженерии Маккормика.

Но программа ИИ не просто быстрая. Она также работает на обычном персональном компьютере и проектирует совершенно новые конструкции с нуля. Другим системам искусственного интеллекта зачастую требуются энергоемкие суперкомпьютеры и колоссальные наборы данных.

Сам робот скромный — маленький, мягкий и уродливый. На данный момент он сделан из неорганических материалов.

«Когда люди смотрят на этого робота, они могут увидеть бесполезный гаджет, — предположил Кригман. — Я вижу рождение совершенно нового организма».

Компьютер стартовал с блока размером с кусок мыла, который мог покачиваться, но не мог ходить. Зная, что цель еще не достигнута, искусственный интеллект быстро переработал дизайн. На каждой итерации ИИ оценивал свою конструкцию, выявлял недостатки и сокращал смоделированный блок, чтобы обновить его структуру. В конце концов, робот начал подпрыгивать на месте, затем прыгать вперед и шаркать ногами.

Всего за девять попыток удалось создать робота, который способен проходить половину длины своего тела за секунду — это примерно половина скорости среднего человеческого шага. Весь процесс проектирования — от бесформенного блока с нулевым движением до полноценного шагающего робота — занял на ноутбуке всего 26 секунд.

Кригман отметил, что раньше для развития роботов требовались недели проб и ошибок на суперкомпьютере, и, прежде чем какие-либо животные смогли бегать, плавать или летать, прошли миллиарды лет.

«Это потому, что у эволюции нет предвидения. Она не может заглянуть в будущее и узнать, окажется ли конкретная мутация полезной или катастрофической. Мы нашли способ снять эту повязку с глаз, тем самым сжав триллионы лет эволюции в одно мгновение», — подчеркнул Кригман.

Он добавил, что их команда также не сказала ИИ, что у робота должны быть ноги. Выходит, ИИ заново открыл для себя, что ноги — хороший способ передвижения по суше.

Чтобы проверить, сможет ли смоделированный робот функционировать в реальной жизни, ученые напечатали 3D-слепок негативного пространства вокруг тела робота. Затем они залили форму жидким силиконовым каучуком и оставили на пару часов. Когда команда вытащила затвердевший силикон из формы, он оказался мягким и гибким.

После этого исследователи наполнили резиновый корпус робота воздухом, заставив его три ноги расшириться. Когда воздух выходил из тела робота, ноги сжимались. При постоянном накачивании воздуха робот неоднократно расширялся, а затем сжимался, что вызывало медленное, но устойчивое движение.

По мнению разработчиков, когда-нибудь подобные роботы смогут перемещаться по обломкам рухнувшего здания, следуя тепловым и вибрационным сигнатурам, для поиска застрявших людей и животных, или по канализационным системам для диагностики проблем, прочистки труб и устранения повреждений. ИИ также может быть способен создавать нанороботов, которые проникают в человеческое тело и управляют потоком крови, очищая артерии, диагностируя болезни или убивая раковые клетки.

Подробное исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Напомним, недавно ученые из Нидерландов и Швейцарии протестировали робота-сборщика помидоров, разработанного с помощью чат-бота ChatGPT. Но в этом случае ИИ давал идеи для создания робота, а не проектировал его.