في الساعات الهادئة من مختبر البحث، عندما يكون معظم العالم قد انزلق بالفعل إلى المساء، تواصل الآلات تجاربها البطيئة والمدروسة. تتحرك الأطراف الروبوتية الصغيرة عبر منصات الاختبار، وأقدام معدنية تنقر برفق ضد الأرض. تراقب الكاميرات من السقف، وتضيء شاشات الكمبيوتر بمحاكاة الحركة - مخلوقات رقمية صغيرة تتعلم، تفشل، وتحاول مرة أخرى.
على مدى عقود، عمل مهندسو الروبوتات نحو الدقة. كانت آلات الماضي مصممة لأداء المهام بشكل مثالي، تتبع الأوامر بموثوقية ميكانيكية. ومع ذلك، غالبًا ما كانت الكمال يأتي مع الهشاشة. يمكن أن يؤدي مفصل مكسور أو طرف تالف إلى توقف النظام بالكامل.
الآن، يستكشف الباحثون فلسفة تصميم مختلفة - واحدة مستوحاة أقل من الآلات وأكثر من مرونة الكائنات الحية.
في دراسات حديثة، قدم العلماء ما يصفونه بأنه "آلات متغيرة ذات أرجل"، أنظمة روبوتية معيارية موجهة بواسطة الذكاء الاصطناعي. تتكون هذه الآلات من أجزاء قابلة للتبديل، وخاصة الأطراف التي يمكن إعادة ترتيبها أو استبدالها أو إعادة وضعها عند حدوث ضرر. بدلاً من التوقف عندما يفشل أحد المكونات، يتكيف الروبوت مع هيكله وحركته، متعلمًا طرقًا جديدة للمشي بما تبقى.
ظهر المفهوم من ملاحظة بسيطة حول الحياة في العالم الطبيعي. نادرًا ما تعتمد الحيوانات على جسم مثالي للبقاء. تتعلم الطيور المصابة التوازن على أجنحة متغيرة. تتكيف الثدييات مع مشيتها عندما تفقد أحد الأطراف. نادرًا ما تكون حلول الطبيعة أنيقة، لكنها دائمة.
بدأ المهندسون في ترجمة تلك الديمومة إلى الروبوتات.
تبدأ العملية في بيئات محاكاة حيث يقوم الذكاء الاصطناعي بتدريب التصاميم الروبوتية تحت ظروف قاسية. في هذه المناظر الافتراضية، قد تختفي الأطراف دون سابق إنذار، وقد تقفل المفاصل، ويجب على الروبوت الاستمرار في الحركة على الرغم من الاضطراب. على مدى آلاف التجارب، يكتشف الذكاء الاصطناعي تدريجيًا تكوينات جديدة - يعدل التوازن، يعيد توزيع الوزن، أو يعيد تنظيم هيكل الآلة.
عندما تُنقل هذه الدروس إلى الروبوتات الفيزيائية، يمكن أن تبدو النتائج شبه بيولوجية. قد يقوم روبوت يفقد ساقًا بتحويل مركز ثقله والاستمرار في التقدم. قد يعيد آخر تكوين إطاره المعياري، محولًا شكله تمامًا من أجل الحفاظ على الحركة.
يشير الباحثون إلى هذه الأنظمة باسم الآلات المتغيرة لأنها يمكن أن تغير الشكل مع الحفاظ على الوظيفة. لا يعتمد الجهاز على تصميم واحد. بدلاً من ذلك، يحمل في داخله ترتيبات متعددة ممكنة، كل منها قادر على الحفاظ على الحركة تحت ظروف مختلفة.
تمتد الآثار إلى ما هو أبعد من المختبر.
غالبًا ما تعمل الروبوتات المصممة للاستجابة للكوارث، أو استكشاف أعماق البحار، أو المهمات الفضائية في أماكن حيث تكون الإصلاحات مستحيلة. في تلك البيئات، تصبح المرونة أكثر قيمة من الكمال. قد يستمر الروبوت القادر على التكيف مع المكونات المكسورة في البحث عبر الأنقاض، أو استكشاف المناظر الطبيعية النائية، أو العمل في بيئات خطيرة جدًا على البشر.
تعكس هذه التطورات أيضًا تحولًا أوسع في أبحاث الذكاء الاصطناعي. اعتمدت الأجيال السابقة من الروبوتات بشكل كبير على البرمجة الدقيقة. تتعلم أنظمة اليوم بشكل متزايد من خلال التجريب، مكتشفة حلولًا قد لا يتوقعها المهندسون.
يمحو هذا التحول الحدود بين الهندسة والتطور. بدلاً من بناء آلة مثالية واحدة، ينشئ العلماء أطرًا حيث يمكن للآلات استكشاف احتمالات مختلفة، متكيفةً في شكلها وسلوكها من خلال التجربة.
في المختبر، لا تزال الروبوتات تتحرك بخطوات حذرة. تعديلاتهم أحيانًا غير مريحة، وحركاتهم غير متساوية. ومع ذلك، تكمن في تلك الحركات المترددة اختراق هادئ: القدرة على التحمل.
بالنسبة لمعظم الآلات على مر التاريخ، كانت الفشل تعني نهاية واضحة. كانت قطعة مكسورة تعني الصمت.
لكن هذه الأنظمة الجديدة تستجيب بشكل مختلف. تتوقف، تعدل هيكلها، وتحاول مرة أخرى.
وفي ذلك الفعل الصغير من الإصرار - الأطراف المعدنية تعيد ترتيب نفسها تحت الضوء المراقب لمصابيح المختبر - يمكن للمرء أن يلمح مستقبلًا حيث تُعرف الآلات ليس بتصميمها الخالي من العيوب، ولكن بقدرتها على الاستمرار في الحركة حتى بعد كسر شيء ما.