Спаянные одной цепью: ученые исследуют поведение машин
Ученые Курчатовского института опубликовали первую в нашей стране научную монографию, посвященную построению робосоциумов — групп роботов, наделенных способностью социального взаимодействия друг с другом. В ней излагаются результаты ведущихся в институте исследований, которые позволят создавать независимые автономные группировки машин. Благодаря командному поведению они способны «выживать» в агрессивной окружающей среде и выполнять разные задачи: добывать ресурсы, патрулировать территорию, охранять диких животных. Кроме того, подобные исследования, по мнению ученых, позволят выявить неизвестные ранее закономерности социального поведения людей и помогут, в частности, создать новые инструменты управления сообществами.
Темперамент робота
Название монографии выглядит более подходящим для обложки фантастического романа, чем для научного труда: «Социальные сообщества роботов». Еще более интригующе звучат заголовки отдельных разделов этой научной работы: «Эмоции и темперамент роботов», «Общение роботов», «Командное поведение роботов и образование коалиций».
— Наша глобальная цель — поиск механизмов управления социумом, пока — социумом роботов, а в перспективе, возможно, и человеческим социумом, — рассказал «Известиям» один из авторов монографии, руководитель отделения нейрокогнитивных наук и интеллектуальных систем Курчатовского НБИКС-центра Валерий Карпов. — Для этого мы в качестве базового экспериментального объекта используем группировку мобильных мини-роботов, помещенную в модель окружающей среды на специальном полигоне.
Ученые наделили несколько десятков устройств возможностью проявлять разные характеры, похожие на человеческие: робот-холерик, робот-сангвиник, робот-меланхолик. Это важно для обучения социальному поведению — способности подражать, подчиняться, командовать.
— Выявляя механизмы функционирования естественных социумов, мы на их основе создаем алгоритмы функционирования для групп роботов, — пояснил инженер-исследователь Евгений Бургов.
Робот-охранник
Ученые задают роботам потребности, мотивацию и стимулы, устанавливают правила и механизмы социального взаимодействия между отдельными машинами. На испытательном полигоне размером в несколько десятков квадратных метров для роботов построена сложная система пассивных и активных препятствий, источников ресурсов, опасностей и рисков.
— Мы идем к созданию энергетически независимых робоколлективов, способных добывать себе питание прямо из окружающей среды, — говорит другой участник работы, инженер-исследователь Максим Ровбо. — Получая электроэнергию из органического топлива, такие робосоциумы могли бы неограниченно долго, автономно, без дополнительных затрат со стороны человека обитать на определенных территориях, выполняя там всевозможные полезные задачи: охранять диких животных, вести заготовку полезных растений, даже заниматься земледелием. Собственно, образование социума — это и есть один из способов выживания как живых организмов, так и искусственных.
Уже сейчас робосоциум на институтском полигоне ведет организованную фуражировку (поиск и накопление топлива и других ресурсов), охраняет свою территорию, совместно борется с трудностями существования и опасностями окружающего мира.
Очень быстро, по словам Максима Ровбо, роботы на полигоне вырабатывают навыки охраны периметра от чужаков, так что, вполне возможно, они смогут со временем оставить без работы предприятия вневедомственной охраны.
Типовые задачи, решаемые сообществом роботов
1. Агрегация — задача образования компактной группы является основой для выполнения остальных, более сложных задач — таких как совместное движение или формирование геометрической фигуры.
2. Распределение — это задача размещения группы роботов в пространстве таким образом, чтобы сохранялась возможность связи между ними и при этом покрывалась нужная область.
3. Согласованное движение — координация движения группы роботов и их перемещения считается основной поведенческой задачей роевой робототехники.
4. Поиск источника — задача обнаружения некоего источника сигнала, например звука или запаха.
5. Коллективная фуражировка или транспортировка объектов — совместное перемещение некоторого объекта группой роботов.
6. Картографирование — согласованное построение карты области пространства большой совокупностью роботов.
Но ученых интересуют не только прикладные применения робосоциумов. Изучение с их помощью закономерностей поведения человеческих сообществ и разработка новых методов управления также являются одной из задач ведущихся исследований, говорит Валерий Карпов.
— Социологи специально выезжают на далекие острова в Тихом океане, чтобы исследовать там жизнь примитивных племен, — рассказал «Известиям» первый заместитель директора Федерального научно-исследовательского социологического центра РАН Михаил Черныш. — Потому что для нас огромный научный интерес представляют «очищенные» социальные формы, поведение в тех сообществах, которые свободны от цивилизационных и культурных искажений.
По мнению Михаила Черныша, возможность моделировать такие очищенные социальные формы с помощью популяций роботов может стать серьезным подспорьем в работе социологов.
