Evoluce v počítači: stroje už myslí za nás

• | Tisk |

Podrobnosti

Vytvořeno 23. září 2008

Napsal Igor Maukš

Video z youtube ukazuje, jak se pomocí genetických algoritmů učí robot pohybovat v bludišti. Na obrázku je pak anténa, kterou počítač s využitím této metody navrhl.
 
Mohl člověk vzniknout evolucí? Řada lidí to dosud popírá. Informatici však už každopádně dokázali, že díky principům evoluce formulovaných Charlesem Darwinem může vzniknout funkční stroj nebo program. Stačí jen zadat, k čemu má výsledek sloužit. Díky genetickým algoritmům pak už nalezne vhodné řešení počítač.

Jednoduše řečeno, s každým z možných řešení pracující tyto programy jako s jedincem určité populace. Při výpočtu procházejí jednotlivá řešení křížením a mutacemi a předávají své „geny“ dál podle toho, jak jsou úspěšné. Jeden z japonských nadšenců takto například naučil jednoduchého robota, jak se vyhýbat stěnám.

 „Bylo to metodou pokusu a omylu. Mezi nejlepší pokusy se počítaly ty, kdy robot udržel největší vzdálenost od stěn a nejméněkrát do nich narazil. Každý pokus trval šest vteřin. Po deseti pokusech vznikla populace s dostatkem zkušeností a mohla se z ní vyvinout další generace pokusů,“ popisuje experiment konstruktér robota, který nahrávku z něj publikoval na severu youtube.com.

Mezi špičky v oboru evolučních algoritmů patří tým informatiků z Ústavu počítačových systémů Fakulty informačních technologií VUT v Brně. Využitím evolučních algoritmů a vývoji inteligentních strojů se zabývá už několik let. Snaží se vyvinout prakticky použitelná zařízení, která vymyslí  nejlepší řešení například při řízení auta, v průmyslové výrobě nebo při průzkumu vesmíru.

„Lze si to dobře představit například na vyslání kosmické sondy. Místo toho, aby se třeba obvody pro komunikaci se Zemí vyrobily a instalovaly ještě před startem, je lepší je vyvinout pomocí genetických algoritmů podle konkrétních podmínek v kosmu přímo na palubě sondy,“ vysvětluje člen týmu Lukáš Sekanina.

Takové postupy se už ostatně využívají. NASA tak například vyvinula anténu se speciálními vlastnostmi pro satelity na měření magnetosféry Země. Tvar navržený metodou genetického programování byl sice hodně překvapivý, ale účel splnil.

Brněnský tým informatiků uspěl v letošním ročníku soutěže Human competitive awards in genetic and evolutionary computation, která se konala na konferenci Genetic and Evolutionary Computation Conference (GECCO) v americké Atlantě. Tomáš Pečenka, Lukáš Sekanina a Zdeněk Kotásek v soutěži obsadili druhé místo s dosud nejsložitějším obvodem, který se dosud lidem pomocí evolučního algoritmu podařilo navrhnout.  GECCO je nejvýznamnější světovou akcí v oblasti genetických algoritmů a programování, které se každoročně účastní více než 500 vědců z celého světa.

Komerčně se tyto metody snaží využít například firma Vítkovice ITS, která díky nim vyvinula už několik programů používaných v průmyslu. „Historicky prvním projektem byl program, který spočítal, jak při sestavování železných konstrukcí nejvýhodněji rozřezat polotovar. Díky němu bylo méně odpadu a ušetřil i čas, po který by tuto úlohu musel řešit člověk,“ popsal výsledek expert firmy Jaroslav Teda.