Pac-Man ve zkumavce: jaké jsou dnešní možnosti inteligentních mikrorobotů

Co dalšího mají nové řady xenobotů umět? „Především zvládat smysly řízený pohyb vpřed,“ uvádí Sam Kriegman z Vermontské univerzity. „Xenoboti, kteří jsou konstruovaní tak, že se cíleně pohybují ke vzdálenému podnětu – například ke zdroji světla – by byly mnohem užitečnější než ty současné, které se jenom náhodně ‚střílejí‘ prostředím.“ Musí také umět spolehlivě rozpoznat buňky, na něž mají působit. A naučit se, jak na svém cíli provést jasně definované úkoly.

Pro tyto další kroky výzkumníkům nechybí vzory z přírody. „Precizní navigaci je možné pozorovat v mnoha organismech, od buněk až po vlásečnicové jednobuněčné protozoie,“ říká Michael Levin, člen výzkumného týmu. „Můžeme využít stejný mechanismus. Kromě toho také z bezpečnostních důvodů chceme, aby xenoboti žili jenom omezený čas a byli snadno biologicky odbouratelní.“

Financováno armádou

Badatelé připouštějí, že jejich práce vyvolává řadu etických otázek. Zejména proto, že budoucí varianty xenobotů budou mít nervový systém, a tedy schopnost vnímat svět. Další obavy může vyvolávat fakt, že výzkum byl financován americkou armádou – konkrétně vojenskou agenturou DARPA, která se snaží podporovat nejmodernější technologie v zájmu Spojených států.

Další cíle výzkumu jsou ambiciózní a dají se využít v mnoha oborech, také v medicíně: projekt si neklade za cíl jenom vyrábět robůtky, ale také pochopit samotný „software života“. „Přemýšlíme-li o porodních defektech, rakovině, rakovině způsobené nemocemi – všechny tyto věci by se daly vyřešit, kdybychom věděli, jak vytvářet biologické struktury, a měli tedy kontrolu nad růstem různých forem,“ uzavírá Michael Levin.

Algoritmus trestá a odměňuje

| Zdroj: Douglas Blackiston a Sam Kriegman, Wyss Institute

Malí roboti by se měli umět pohybovat cíleně, aby byli schopni v těle dopravit látky na konkrétní místo. Výzkumníci se tak snaží vypořádat s Brownovým pohybem, který náhodně pohybuje mikroskopickými částicemi a znemožňuje nanoplavcům dorazit k cíli.

Vědci z Univerzity v německém Lipsku se rozhodli vyřešit i tento problém a zkusit nanoroboty naučit plavat správným směrem za pomoci umělé inteligence. Strojové učení by mohlo malým mikrorobotům pomoci plavat kapalinou a dosáhnout svého cíle, aniž by byli sraženi a ovlivněni náhodným pohybem ostatních částic.

V Lipsku tedy chtějí dát svým nanoplavcům „mozek“: algoritmus se strojovým učením, který odměňuje „správné“ pohyby robota ve směru požadovaného cíle. Algoritmus strojového učení – „mozek“ mikrorobota – je spuštěn na počítači. Sleduje jeho pohyb a dává pokyn laseru vystřelit na přesný bod na povrchu robota tak, aby se přiblížil k cíli.

Pokud ho tato instrukce posune blíže k cíli, je algoritmus „odměněn“, pokud instrukce posune robota dále od cíle, je algoritmus „potrestán“. V průběhu času se algoritmus z těchto odměn a sankcí naučí, které pokyny jsou nejlepší pro rychlé a efektivní dopravení nanorobota k cíli.

Předchozí část článku