موفقیت محققان در یافتن منشأ اولیه تشکیل سلول‌های سرطانی به کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین

صفر و یک منشأ سلول‌های سرطانی

ربات‌ها مستقل‌تر می‌شوند

ربات‌ها در دنیای امروز ثابت کرده‌اند، در انجام طیف وسیعی از کارهای مختلف ـ از مهار آتش‌سوزی در جنگل تا ریختن یک فنجان قهوه ـ از توانمندی بالقوه‌ای برای کمک به انسان‌ها برخوردارند. یکی از محدودیت‌های این دستیاران رباتیک آن است که اگر به هر علتی آسیب ببینند، در عمل دیگر کاربردی نخواهند داشت و قادر به انجام وظایف خود نخواهند بود، اما اخیرا محققان مطالعات و تحقیقات جدیدی با هدف رفع این محدودیت انجام داده‌اند که نتایج آن در مجله نیچر منتشر شده است.

کد خبر: ۸۰۴۷۰۶

براساس نتایج مطالعات جدید محققان، می‌توان ربات‌ها را به گونه‌ای طراحی کرد که از مدت‌ها قبل تحت آموزش لازم قرار گیرند و بر این اساس، در شرایطی که دچار سانحه یا آسیب‌دیدگی می‌شوند، بلافاصله خود را با شرایطی که با آن مواجه شده‌اند تطبیق داده، همچنان به فعالیتی که در حال انجام آن بودند، ادامه دهند.

براساس مطالعات جدید، ربات‌هایی که در حین فعالیت به هر علتی دچار آسیب‌دیدگی می‌شوند، می‌توانند با بهره‌گیری از تجارب کسب شده از زندگی شبیه‌سازی شده خودشان را تعمیر کنند. شاید شنیدن این موضوع شما را به یاد فیلم‌های علمی ـ تخیلی بیندازد، اما حقیقت این است که محققان معتقدند، ربات‌ها با در اختیار داشتن چنین امکانی نه‌تنها قوی‌تر خواهند شد، بلکه می‌توانند تاثیرگذارتر از پیش، از استقلال بیشتری برای انجام فعالیت‌های مختلف برخوردار باشند.

در آزمایش‌های انجام شده در این طرح تحقیقاتی، محققان یک ربات شش پا را مورد بررسی قرار دادند. این ربات شش پا پس از این‌که دو پایش آسیب دیده، شکسته یا حتی از بدن او جدا شده بود، در مدت زمان کمتر از یک دقیقه توانست به راه رفتن ادامه دهد. به این ترتیب یک بازوی رباتیک، حتی با موتورهای حرکتی یا مفاصل شکسته می‌تواند اجسام را در محل صحیح و مناسب قرار دهد.

ژان باپتیست مورت از متخصصان حوزه رباتیک که در این طرح تحقیقاتی با دیگر محققان فرانسوی همکاری داشته است، به Live Science می‌گوید: آنچه در این مطالعات بیش از هر چیز موجب شگفتی ما شده، این است که ربات‌ها در فرآیند تطبیق با شرایط پیش آمده محدودیتی ندارند و حتی در صورتی که با آسیب شدید مواجه شده باشند، می‌توانند بسرعت روند درمان و بهبود را طی کنند و فعالیت خود را از سر گیرند. ما در این آزمایش‌ها ربات‌ها را در معرض مجموعه‌ای از شرایط مختلف قرار دادیم و نکته قابل توجه این است که آنها می‌توانند در هر شرایطی، راهی برای بازگشت به کار پیدا کنند.

ربات‌های سازگار

یکی از ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد ربات‌ها این است که حتی در محیط‌ها و شرایط سخت و طاقت‌فرسا مانند اعماق اقیانوس‌ها یا حتی خلأ موجود در فضا زنده می‌مانند. باوجود این، مانعی بزرگ و جدی وجود دارد که مانع بهره‌گیری از خدمات رباتیک در محدوده‌ای فراتر از گستره کارخانه‌ها می‌شود و این مانع ناسازگاری این دستیاران رباتیک است. وقتی ربات‌ها به هر علتی آسیب می‌بینند، در عمل دیگر کارایی ندارند و نمی‌توانند وظایفی را که پیش از این مسئولیت انجام آن را به عهده داشتند، به همان ترتیب انجام دهند. این در حالی است که ویژگی سازگاری از مهم‌ترین و شاخص‌ترین ویژگی‌های حیوانات و انسان‌هاست. برای مثال بسیاری از سگ‌هایی که یک پای خود را از دست داده‌اند باز هم می‌توانند بدوند یا انسان‌ها حتی با وجود این‌که مچ پای آنها رگ به رگ شده یا به هر علت دیگری آسیب‌دیده، بسرعت راهکاری برای وفق دادن خود با شرایط پیش‌آمده پیدا می‌کنند.

براساس مطالعات جدید، ربات‌هایی که در حین فعالیت دچار آسیب‌دیدگی می‌شوند، می‌توانند با بهره‌گیری از تجارب کسب شده از زندگی شبیه‌سازی شده خودشان را تعمیر کنند

اگر قرار باشد برای پیدا کردن بازماندگان زمین‌لرزه یا مهار آتش‌سوزی در جنگل یا بررسی و مقابله با بحران‌هایی شبیه آنچه در نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما اتفاق افتاد، از ربات‌ها کمک بگیریم، لازم است از ربات‌هایی استفاده کنیم که حتی اگر آسیب دیدند، بتوانند به فعالیت خود ادامه دهند. در چنین شرایطی هر ثانیه از زمان ارزشمند است. این در حالی است که چنین محیط‌هایی معمولا غیرقابل پیش‌بینی و مخاطره‌آمیز است و به همین دلیل احتمال این‌که ربات‌ها حین فعالیت با تهدید یا آسیب ‌جدی مواجه شوند، دور از انتظار نخواهد بود. حتی در محیط‌های ایمن‌تر نیز برخورداری از توانایی سازگاری برای ربات‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. ربات‌هایی را در نظر بگیرید که در خانه به سالمندان یا بیماران کمک می‌کنند. در این شرایط نیز حضور ربات‌هایی که در مواجهه با هرگونه آسیب‌دیدگی یا محدودیت بتوانند بدون وقفه به انجام مسئولیت ادامه دهند، بسیار مهم و ضروری است. تاکنون بهبود ربات‌ها پس از آسیب‌دیدگی مستلزم تشخیص اولیه از سوی کارشناسان و برنامه‌ در نظر گرفته شده برای تعمیر یا تعویض بخش‌های آسیب‌دیده بوده است. حتی اگر رباتی به مجموعه‌ای از حسگرهای گرانقیمت مجهز باشد و بتواند از طریق این حسگرها مشکلی را که با آن مواجه شده تشخیص دهد و طراح ربات نتواند مشکلات و موانع احتمالی ربات را پیش‌بینی کند، بهره‌گیری از حسگر‌ها مشکلی را حل نمی‌کند.

حیوانات مجروح براساس آزمون و خطا بر مشکلاتی که با آن مواجه می‌شوند، غلبه می‌کنند. بر این اساس آموخته‌اند اگر لنگ‌لنگان راه بروند، دردی که هنگام راه رفتن در پای خود احساس می‌کنند، کمتر خواهد شد. اگرچه دانشمندان برای برنامه‌ریزی ربات‌ها از روش آزمون و خطا بهره می‌گیرند، اما معمولا حداقل 15 دقیقه طول می‌کشد تا این ربات بتواند از پس مشکلات ساده‌ای که با آن مواجه می‌شود، برآید. اکنون دانشمندان برنامه آزمون و خطایی را طراحی کرده‌اند که به ربات‌ها امکان می‌دهد، در مدت زمان کمتر از دو دقیقه بدون در اختیار داشتن مجموعه‌ای از حسگرها خود را با آسیب‌های احتمالی که با آن مواجه می‌شوند، تطبیق و به فعالیت خود ادامه دهند. مهم‌ترین کاربرد این یافته‌ها، در اختیار داشتن ربات‌هایی است که می‌توانند برای مدت زمانی طولانی بدون نیاز به خدماتی که از سوی تعمیرکاران ارائه می‌شود، در خدمت انسان‌ها باشند و در انجام کارهای مختلف آنها را یاری کنند.

یادگیری از تجارب کسب شده

دانشمندان بر این باورند که حیوانات از ابتدا با چگونگی مقابله با آسیب‌های احتمالی آشنایی ندارند، بلکه از رفتارهای مختلف به تجربه‌هایی دست پیدا می‌کنند و بر این اساس رفتارهای مختلفی را هوشمندانه انتخاب می‌کنند و در نهایت یکی از بهترین رفتارهایی را که می‌تواند در این شرایط به آنها کمک کند، انتخاب می‌کنند. ربات‌های طراحی شده که در این طرح تحقیقاتی ارائه شده، از این ویژگی برخوردار است.

به این ترتیب پیش از این‌که یک ربات به کار گرفته شود، دانشمندان از یک برنامه شبیه‌سازی شده رایانه‌ای برای ترسیم نقشه‌ای از هزاران حرکت مختلف توسط ربات استفاده و پیش‌بینی می‌کنند کدام یک از این الگوهای حرکتی هنگام مواجه شدن با سانحه می‌تواند موثر باشد. این شبیه‌سازی‌ها مجموعه‌ای از تجارب اندوخته شده برای ربات است که می‌تواند از آنها بهره گیرد. به گفته مجریان این طرح تحقیقاتی، زمانی که یک ربات دچار سانحه می‌شود با در اختیار داشتن چنین امکانی شبیه یک دانشمند عمل می‌کند. این ربات درباره رفتارهای مختلفی که می‌تواند در این شرایط کارآمد باشد، تصویری در ذهن دارد. این پیش‌بینی‌ها براساس قرار گرفتن ربات در یک موقعیت شبیه‌سازی شده، مانند تجربه‌ای برای ربات ثبت می‌شود. در این شرایط ربات یکی از تجربه‌های اندوخته شده را به کار می‌گیرد و در مدت زمان کوتاهی بر مشکلی که با آن مواجه شده، غلبه می‌کند. ممکن است تصور شود این روش مستلزم صرف هزینه قابل توجهی است، اما محققان بر این باورند این روش از نظر اقتصادی نیز به‌صرفه است. چنانچه رباتی مجهز به تجربه‌های اندوخته شده در محیط‌های شبیه‌سازی شده باشد، دیگر به حسگرهای پیچیده داخلی نیاز ندارد.

محققان قصد دارند این شیوه جدید را در ربات‌های پیشرفته و در محیط‌های شبیه‌سازی شده واقعی مورد بررسی قرار دهند تا در آینده‌ای نه‌چندان دور، ربات‌هایی مستقل‌تر در مقایسه با ربات‌های امروزی طراحی کنند.