Компьютеры, и построенные научной на основе высоких технологий роботы, все чаще заменяют человека в повседневной жизни. Так, последние разработки ученых из Корнельского университета США Ход Липсон и его помощьник Майкл Шмидт смогли создать ученого-робота, который вполне способен не хуже современного ученого вести поиск новых научных познаний в разных областях науки. В одной из публикаций журнала Science описан робот, который смог сам вывести основные законы механики, следя за движением маятника.
Роботы-ученые Липсона и Шмидта независимо вывели алгоритм, способный находить универсальные постоянные, описывающие наблюдения за окружающей средой. Эти последние разработки основаны на более раннем открытии научной группы, которая получила Национальную награду фонда США за одно из своих феноменальных открытий шагающего робота «Морской звезды», имевшего четыре ноги. Этот простейший, на первый взгляд робот, научился самостоятельно передвигаться по ровной горизонтальной поверхности, без помощи каких-то заложенных в него программ. Это стало возможным благодаря динамической модели собственного строения, которую робот выводит и применяет для собственного самообучения.
«Наш робот поддерживал свою способность ходить, постоянно сверяясь с динамической моделью собственного строения. Мы подумали, а почем бы не научить алгоритм, заложенный в искусственный интеллект робота, строить динамические модели окружающего его мира», - сказал Липсон для пресс-службы фонда.
В ходе экспериментов ученые собрали данные о различных способах передвижения механических систем, таких как простого и двойного маятника, груза подвешенного на пружине. Загрузили их в компьютер и предложили алгоритму самостоятельно провести их анализ. Строится этот анализ на основе одновременного сравнения и различных параметров перемещения в пространстве модели такие как: скорость груза в разных точках его траектории движения, а так же их координаты. На основе этого анализа алгоритм создает множество уравнений описывающих это движение, делает многочисленные их сравнения, дополняет, корректирует и снова сравнивает. В конце расчетов алгоритм выводит множество сложных уравнений, описывающих законы их движения. Эти уравнения не показывают общие законы физики, а лишь остаются действительно правильными при наблюдении за конкретной механической системой.
Шмидт, в частности сказал, - «Уравнения, которыми описано движение той или иной механической системы, должны укладываться в несколько подобных выражений, обнаруженных роботом. Эта часть интерпретации данных, полученных машиной пока что под силу только человеку».
Свидетельством того, что ученые-роботы действительно способны анализировать и самостоятельно выводить законы служит тот факт, что они смогли самостоятельно, без заложенной в него программы об основных законах Нютона, вывести закон сохранения энергии, законы кинематики, геометрии и закон сохранения импульса. А даже Ньютону и другим ученым тех времен потребовались годы наблюдений за движением планет и разнообразных механических моделей для того, что бы вывести основные законы движения тел.
Наряду с Липсоном и Шмидтом разработками в этой области занимаются и другие американские ученые из Университета Уэльса, такие как Россом Кинг и его группа.
Они работают в области биологических систем, которые выводят их роботы-ученые.
Запрограммировав систему на самостоятельную научную работу, а именно постановку и проведение биологического эксперимента по поиску генов белка, они получили гены пекарских дрожжей кодирующие белки. Хотя полный геном этого вида организмов был расшифрован полностью, уже несколько лет назад, связь некоторых дрожжевых белков с конкретными генами до сих пор до конца не найдена. Это связано с дупликациями генов в геноме и сложностью функций этих ферментов. При решении таких сложных задач человек обязательно совершит ошибки и неточности, так как эти вычисления связаны с огромным объемом информации и со строгим соблюдением всех параметров уравнений.
Алгоритм в данной ситуации определяется десятиуровневой моделью, снабженного способностью поиска необходимых генов, на основании генома S. Cerevisiae и белка этой культуры организмов. В процессе метаболизма дрожжей участвует большое количество белков и генов, база которых была заложена в алгоритм. На основе этих баз и сопоставлений стало возможным выдвигать гипотезы в связи вновь обнаруженных генов с белками и проверять эти гипотезы при помощи экспериментов.
Этот робот-ученый, описанный выше, получил имя «Адам». Разумеется его оснастили программным обеспечением, с помощь которого он способен управлять техническими устройствами, входящими в его состав, для анализа поступивших данных и их размещения.
Окрыленные успехом обе научные группы планируют дальнейшее движение в этой области. Уже планируется создать более совершенную модель робота – «Ева», в котором будут устранены все минусы «Адама». Он, по их словам, будет более мощным, и будет способен решать еще более трудоемкие задачи, которые помогут облегчить труд современного ученого.
