Robotica, darwinismo e il comportamento delle macchine intelligenti - Artificial Life


    Artificial Life

    Artificial life è uno dei termini in cui oggi si riconoscono i ricercatori che investigano l’emergere spontaneo dei comportamenti complessi a partire dall’interazione dei comportamenti di semplici robot autonomi.

    La vita artificiale è il tentativo di riprodurre tutti i fenomeni del mondo vivente in un sistema artificiale, un computer, oppure un robot. Le reti neurali sono quindi degli esempi di modelli di vita artificiale perché riproducono un particolare pezzo del corpo di un organismo, il suo sistema nervoso e il suo comportamento.

    La vita artificiale ha come obiettivo lo studio della vita naturale attraverso la sua riproduzione sul computer, cioè la sua riproduzione che possiamo definire digitale. Non solo di questo si occupa in quanto è anche l’analisi di possibili altre forme di vita, poichè è proprio attraverso il computer che possiamo liberamente studiare sistemi naturali, ma anche forme artificiali.

    Parliamo di “microorganismi digitali” e l’Artificial life studia gli organismi artificiali e la loro possibile evoluzione nell’ambiente. Gli stessi sono addestrati e vivono un’intensa attività di crescita e di relazione con l’ambiente sviluppando in tal senso delle capacità.

    All’istituto di Psicologia del CNR di Roma da diversi anni si occupano di queste problematiche attraverso percorsi di simulazione degli organismi e del loro ambiente. In questo caso il microorganismo si riproduce selezionandosi nel computer e il passo successivo è il trasferimento nel robot reale.

    Storicamente le radici dell’Artificial life possono essere rinvenute negli automi cellulari di John Von Neumann e Arthur W. Burks. Von Neumann si poneva la domanda: "Quale tipo di organizzazione logica è sufficiente ad un automa per riprodurre se stesso?" Neuman aveva in mente il fenomeno naturale dell'autoriproduzione quando la pose. "Egli voleva astrarre dal problema naturale dell'autoriproduzione la sua forma logica." (Burks, 1970).

    Stan Ulam permise la realizzazione di un tale sistema con il nome di Automa Cellulare. Possiamo dire che un automa cellulare è in sintesi un sistema che può avere un numero finito di stati ed il cui stato è da porsi in relazione con gli altri automi che lo circondano.

    La parte più interessante riguarda il comportamento degli automi cellulari che diventa importante in quanto in grado di formare una rete di interazioni, il cui comportamento globale, nel tempo, non è prevedibile; anche se oggettivamente le leggi che regolano passaggi di stato per ogni singolo automa hanno le caratteristiche di essere semplici e decisamente ben determinate.

    Fino agli anni ottanta possiamo dire che l'unico filone di ricerca sull'Artificial life è stato questo degli automi cellulari. Nella comunità scientifica proprio per unificare gli sforzi e fare il punto della situazione, nel settembre del 1987, organizzata da Chris Langton del Santa Fe Institute, si è tenuta a Santa Fe la prima conferenza sull'Artificial Life che in pratica viene considerata come atto di nascita ufficiale di questa nuova scienza.

    Vide la partecipazione non solo scienziati che lavoravano alla progettazione di robot, ma anche filosofi, biologi e scienziati cognitivi.

    Oggi possiamo distinguere due grossi filoni di ricerca che hanno punti di interesse e connessione tra loro: quello della robotica e quello delle simulazioni.

    Altri aspetti che seguono approcci quali quelli della tradizione cognitiva o dell'Intelligenza Artificiale, e quelli, in particolare il filone degli agenti situati, e automi cellulari.

    Nelle simulazioni che si fanno in questo campo, si utilizzano in genere alternativamente strategie che possiamo considerare ispirate all'apprendimento in vita (tramite backpropagation principalmente, ma anche con l'apprendimento competitivo, con la regola di Hopfield, o comunque apprendimenti basati sulla modifica dei valori delle connessioni tra neuroni); oppure all'apprendimento su base genetica, che si compie di generazione in generazione (algoritmi genetici).

    Sempre più spesso sentiamo parlare di Automi viventi, di creature cibernetiche con Dna artificiale che sono in grado di evolversi imparando dall'esperienza, che sono in grado di interagire tra loro ed anche riprodursi.

    Stiamo parlando di Robot che rispetto a quanto già conosciamo hanno concretamente delle possibilità in più.

    Per costruire robot autonomi Negli ultimi anni sono stati proposti nuovi approcci basati su una forma di evoluzione simulata (Brooks, 1992; Cliff, Husband e Harvey, 1993).

    La robotica evolutiva cerca di ottenere sistemi di controllo robotici attraverso un processo evolutivo e adattivo piuttosto che attraverso un processo di progettazione ingegneristica. Cio' non implica che i processi di adattamento e apprendimento siano prerogativa assoluta della Robotica Evolutiva.

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