Prekvapivá kreativita umelej inteligencie a jej evolúcia
Nikto nepochybuje o tom, že najväčším dizajnérom je príroda. Ponúka nám denne prehľad najrozličnejších foriem života, fantastických tvarov a úžasných farieb, s neuveriteľnou schopnosťou prispôsobovať sa. O tom, ako tvorivo pôsobila v procese evolúcie, nájdeme množstvo dôkazov už v skamenelinách. Jej detaily vynikajúco zachytáva dielo Charlesa Darwina O pôvode druhov, kde autor opisuje myriády spolunažívajúcich foriem života v jednej zamotanej bunke.
Od vzniku života sa jeho biodiverzita prispôsobila moru, súši i vzduchu. Tieto adaptácia značne presahujú možnosti súčasného ľudského inžinierstva, ktoré sa ešte len pripravuje na výrobu robotov schopných samostatne sa množiť, byť flexibilným ako živé organizmy, nezávisle skúmať svet a disponovať ľudskou inteligenciou.
Evolúcia v sebe zahŕňa rozličné deje, okolnosti a podmienky, ktoré ovplyvňovali živé organizmy a vystavovali ich nutnosti kreatívne sa prejaviť, aby prežili. Je však možné, aby takáto evolučná kreativita presiahla hranice prírody a stala sa súčasťou vývoja umelej inteligencie?
Digitálna evolúcia
Inšpirovaní biologickou evolúciou, študovali digitálni vedci evolučný proces prostredníctvom výpočtových metód. Základnou ideou je, že v biologickej evolúcii existujú abstraktné princípy, ktoré sú nezávislé od fyzického média, a že tieto princípy je možné efektívne implementovať a študovať v digitálnom prostredí pomocou dátových genómov vytvárajúcich evolučný algoritmus.
Prekvapivé výsledky algoritmov a simulácií
Na prvý pohľad sa môže zdať neuveriteľné, že algoritmy môžu prekvapiť vedcov, ktorí ich sami napísali. Nie je však vôbec nezvyčajné, ak sa výsledok líši od očakávaní. V tomto prípade je irelevantné, či očakávania vznikli na základe intuície, predpokladov založených na predošlých výskumoch alebo teoretických modelov.
V oblasti komplexných systémov je bežné, že na prvý pohľad jednoduchý program môže viesť k zložitým a prekvapivým výsledkom. Ak predpokladáme, že prekvapivé inovácie sú jedným z atribútov biologickej evolúcie, základným predpokladom by malo byť, že digitálne simulácie sa budú správať podobne. Kreatívny evolučný dizajn znamená generovanie úplne nových dizajnov začínajúc z mála, prípadne ničoho, pričom evolúcia je riadená jedine kritériami výkonnosti dizajnu.
Na dosiahnutie tohto cieľa tieto systémy často menia počet rozhodovacích premenných počas samotnej evolúcie. Často sú schopné generovať prekvapujúce a inovatívne riešenia, ktoré sú kvalitnejšie ako predchádzajúce.
Futuristický dizajn auta
Picbeeder je dizajnérska platforma, pomocou ktorej môže používateľ vyvíjať nové vzory. Ide o aplikáciu vytvárajúcu tzv. evolučné umenie, čo je technika, umožňujúca kresliť, aj bez výtvarnej zručnosti alebo výtvarného talentu. Napríklad, môžete vyvinúť z motýľa netopiera tak, že si najprv vyberiete v aplikácii rodičov, ktorí vyzerajú ako netopiere. Výsledok, ich potomok, už bude motýlí netopier.
Zaujímavú skúsenosť mal jeden zo spolupracovníkov platformy, ktorý si kreslil nevšedné tváre. Ako raz svojmu najnovšiemu výtvarnému dielu vyberal rodičov, zrazu si všimol, že oči na tvári vyzerajú ako kolesá auta. Na jeho prekvapenie sa mu podarilo vyvinúť nevšedný a vizuálne veľmi zaujímavý dizajn auta, ktorý aj speňažil...
Takáto tvorba vyžaduje trochu praxe. Ak ju však zvládnete, aplikácia vám umožní znázorniť vaše originálne nápady, aj keď možno nemáte takú zručnosť pri kreslení ceruzkou.
Neočakávaný krokometer
Počas experimentu, v ktorom mali digitálne organizmy úspešne nasledovať stopy živín, sa vedci pod vedením Laury Grabowskej z University of Texas Rio Grande Valley stretli s nečakane elegantným riešením. Všetky organizmy mali schopnosť vycítiť, či sa v ich blízkosti nachádzajú živiny a ktorým smerom sa majú otočiť, aby sa k nim dostali. Ich senzory však nedokázali detekovať, kde stopa končí.
Organizmy boli odmenené, pokiaľ ostali na stope a potrestané, ak z nej zišli. Kedže nedokázali zistiť, kde stopa končí, najlepší očakávateľný výsledok bol, že organizmus zastavil tesne za koncom stopy.
Vedcov však prekvapilo, že v jednom prípade dosiahol konkrétny organizmus perfektný výsledok - analýza neskôr odhalila, že systém vyvinul určitý druh krokomeru, ktorý mu umožnil zastaviť sa po určitom počte krokov, teda presne na konci stopy.
Chôdza na lakťoch
V roku 2015 tím vedcov pod vedením Antoina Cullyho z londýnskej Imperial College predstavil algoritmus, ktorý umožnil poškodeným robotom úspešne sa adaptovať novej situácií za menej ako dve minúty. Vybraný robot mal šesť nôh a úlohou evolučného procesu bolo v tomto prípade vymyslieť nový spôsob chôdze v prípade zničených nôh alebo motora.
Vedci najskôr použili simulovanú evolúciu, aby robota naučili alternatívne spôsoby chôdze. Následne si robot mal zvoliť a naučiť sa najvhodnejší spôsob chôdze, v závislosti od svojho poškodenia. Predpokladalo sa, že výber ovplyvní dĺžka času, ktorý každá noha strávila na zemi, a to malo vybrať spôsob najrýchlejšej možnej chôdze.
Vedci teda nepredpokladali, že by si robot zvolil chôdzu, pri ktorej sa ani jedna jeho noha nedotýka zeme. Výsledok bol však prekvapivý - robot sa prevrátil na chrbát a s nohami vo vzduchu sa začal pohybovať na svojich lakťoch.
V závere je teda možné povedať, že evolúcia – či už biologická alebo umelá – je zo svojej podstaty kreatívna a musíme počítať s tým, že nás naďalej bude prekvapovať a očarúvať.
Digitálne umenie a dizajn
Ešte v roku 1990 predpokladali vedci, že funkčný a inovatívny dizajn dokážu vymyslieť iba ľudia. Opierali sa o tvrdenie, že ani takú jednoduchú vec, ako je stolík, nemôže priniesť digitálna evolúcia. Nevedeli si predstaviť, ako by vedela nájsť tú pravú štruktúru, keď má taký astronomický počet možností na výber. Miesto odpovede priniesol Peter Bentley, britský autor a počítačový vedec z londýnskej University College, svoj Generic Evolutionary Design. Ide o systém, zabezpečujúci vývoj v oblasti kreativity, obsahujúci súpravu stavebných prvkov, ktoré by sa mohli spojiť do zložitých konfigurácii.
Program pomáha nájsť odpovede na otázky: Je horný povrch plochý? Bude stáť stolík vzpriamene? Je jeho hmotnosť dostatočne nízka, aby sa dal prenášať? Aby sa program dal použiť aj pre iné aplikácie (automobily či trupy lodí), pokrýval tiež oblasť ďalších otázok: Odráža objekt svetlo požadovaným spôsobom? Pôsobí vzduch špecifickými silami na určité oblasti konštrukcie? Je dizajn aerodynamický alebo hydrodynamický?
Úlohou systému Generic Evolutionary Design bolo vyvinúť tabuľku otázok a odpovedí. Na základe zodpovedaných otázok potom systém vypracoval viaceré návrhy rôznych funkčných stolov.
Tajný hudobný projekt
Ambície Petra Bentleya tiež z londýnskej University College smerovali ešte vyššie. V roku 1999 ho oslovila skupina hudobníkov a producentov literatúry, či by sa dali hudobné a literárne diela produkovať pomocou umelej inteligencie. Vznikli rôzne zlomky hudobných diel, ktoré potom profesionálni hudobníci skombinovali do kompletnej skladby.
Výsledkom boli prekvapivo dobré skladby, obsahujúce komplexné bubnové rytmy so zaujímavými sprievodnými melódiami a basovými líniami. V roku 2000 už vytvorila táto tvorivá skupina nahrávací album s názvom J13 Records. Podarilo sa im dosiahnuť podpísanie zmluvy s hudobným vydavateľstvom Universal Music, ktorá obsahovala klauzulu, že nové hudobné dielo nesmie obsahovať počítačom generovanú hudbu (generálny riaditeľ Universal Music veril, že si nikto nekúpi takýto druh hudby).
Tvorcovia prisahali mlčanlivosť, spoločne vytvorili niekoľko tanečných skladieb, pričom niektoré prebrali iní hudobní producenti a remixovali ich. Niektoré skladby boli veľmi úspešné v tanečných kluboch, pričom fanúšikovia klubu nemali ani poňatia o tom, že autorom skladieb, na ktoré tancujú, je počítač...
Prečo chodiť okolo steny, keď sa dá ísť cez ňu?
Video hra The NeuroEvolving Robotic Operatives (NERO) predstavuje míľnik v hracom priemysle, pretože sa jej postavy vyvíjajú v reálnom čase počas hry, nie sú naprogramované. Na rozdiel od starších verzií sú hráči povzbudzovaní, aby umiestnili steny okolo svojich vyvíjajúcich sa robotov. Majú im tak pomôcť naučiť sa pohybovať okolo prekážok.
Evolúcia sem – tam priniesie neuveriteľné reakcie robotov. Napríklad v jednom prípade vyvinuli roboty postupne špeciálny druh vrtenia sa alebo trasenia, ktoré ich skôr- či neskôr prinútilo vyjsť na steny, ignorovať prekážky a podkopávať zámer hry. Tím NERO evidentne zapol túto očividne menej známu chybu v hernom motore Torque a roboty súhlasili s prechádzaním cez steny, aby sa pri zdolávaní prekážok dostali na druhú stranu.
Zdroj: arxiv-vanity.com.
Zobrazit Galériu
