Robot napędzany strachem śluzorośli

Jaskrawo żółty śluzowaty pierwotniak, który może rozrosnąć się nawet do średnicy 20 metrów został obciążony odpowiedzialnością za poruszanie się sześcionożnego robota.

Klaus-Peter Zauner z University of Southampton w Wielkiej Brytanii, który zbudował robota kontrolowanego przez pierwotniaka przy pomocy kolegów z Kobe University w południowo-środkowej Japonii, twierdzi, że ideą jest znalezienie możliwie prostych sposobów autonomicznego zachowania się robotów.
Szeroko rozpowszechniony sposób kontrolowania robotów bazuje na "dekompozycji zachowania się". Sprzężenie robota ze środowiskiem jest podzielone i traktowane jak oddzielne moduły. Taki system uprasza kontrolę i jest stosowany z sukcesem w wielu dziedzinach, włączając w to roboty humanoidalne.

Jednak systemy takie nie radzą sobie w zmiennym i nieprzewidywalnym środowisku naturalnym. Trwają ciągłe poszukiwania nad wynalezieniem metod pozwalających na elastyczne dostosowywanie się robotów do zmiennych warunków. Niektóre bazują też na procesach biologicznych, na przykład sieci neuronowe. Obecnie ciągle istnieje jednak przepaść pomiędzy naturalnymi i sztucznymi procesami przetwarzania informacji. Nawet najprostsze organizmy jednokomórkowe doskonale radzą sobie w środowisku naturalnym, podczas gdy roboty ciągle są rażąco nieporadne.

Physarum polycephalum jest wielkim jednokomórkowym organizmem, który reaguje na źródła pożywienia takie jak bakterie czy grzyby do których zbliża się i pochłania. Odsuwa się też od światła i faworyzuje przy zasiedlaniu wilgotne miejsca.
Śluzorośla wykorzystują sieć cieniutkich rurek wypełnionych cytoplazmą zarówno do wyczuwania swojego otoczenia, jak również do podejmowania decyzji jak na nie zareagować.

Zespół Zaunera zdecydował o okiełznaniu tych prostych mechanizmów kontrolnych do sterowania sześcionożnym (hexapod) robotem. Śluzorośla połączona była z robotem poprzez architekturę opartą o całkowicie optyczny interfejs. Wykorzystano trzy zjawiska.

1. Plazmodia unika białego światła.
2. Światło transmitowane przez pierwotniaka jest odwrotnie proporcjonalne do jego grubości.
3. Plazmodium nie reaguje na światło o długości fali ok. 600nm.

Sensor dla każdej z sześciu nóg, na grzbiecie robota, wykrywał światło i przekazywał sygnał do komputera, który przetwarzał informację na odpowiedni wzór białego światła, który przy pomocy projektora rzucany był na płytkę z plazmodium.
Zespół hodował pierwotniaki na plastikowym podłożu w kształcie sześcioramiennej gwiazdy podświetlanym z dołu światłem, przepuszczanym przez filtr dający długość fali 600nm. Z góry obraz płytki rejestrowała kamera CCD.

Kiedy pierwotniak próbował wydostać się ze światła, jego ruch był wyczuwany przez kamerę CCD ( poprzez zmianę natężenia pomarańczowego światła), która przekazywała sygnał do komputera, a ten zdalnie do odpowiedniego serwomechanizmu nogi robota. W ten sposób obwód się zamykał.
Efekt był taki, że oświetlony robot próbował wydostać się ze światła tak jak czyniłaby to śluzorośla.

Choć ich eksperymenty są w stadium początkowym, naukowcy wierzą, iż przecierają one drogę w dobrym kierunku. Kontroler robota ma zdolność do samoregeneracji, jest też tani. Zapotrzebowanie na energię również jest bardzo małe. Robot może operować, bez dostarczania energii z zewnątrz, przez wiele miesięcy, a w przyszłości można wykorzystywać sztucznie wyprodukowane organizmy biologiczne tylko pod określone zadania.

W informacji przekazanej Racjonaliście, dr Zauner stwierdził, że pionierskie prace nad zachowaniem śluzorośli prowadzone były w Polsce. Efekty badań jakie uzyskali polscy naukowcy były podstawą ich badań. Badania prowadzili W. Korohoda, L.Rakoczy i T. Walczak we wczesnych latach 70-tych na Uniwersytecie Jagiellońskim.

Źródło: www.racjonalista.pl