قام الباحثون ببناء خوارزميات تهدف إلى تكييف تصرفات الروبوتات مع ظروف التضاريس المعقدة، وجعلها تتعاون
كيف تجعل الروبوتات تؤدي المهام البشرية؟ الذكاء الاصطناعي هو فرع من علوم الكمبيوتر يدرس القدرة على برمجة أجهزة الكمبيوتر لتتصرف مثل الدماغ البشري. التخطيط الآلي هو أحد مجالات الذكاء الاصطناعي الذي يتعامل مع بناء الخوارزميات لإنتاج خطط - سلسلة من الإجراءات - ليتم تنفيذها بواسطة عوامل مستقلة مثل الروبوتات من أجل تحقيق الأهداف.
"إن الهدف من التخطيط الآلي هو برمجة الأنظمة التي يمكن التحكم فيها، والتي تؤدي المهام وتحقق النتائج التي نتمناها لها. وهكذا، على سبيل المثال، يعمل المسبار (المركبة الفضائية) التابع لوكالة الفضاء ناسا للمريخ؛ "إنه يعتمد على خوارزمية تخطيط تنتج سلسلة من الإجراءات له - بحيث يصل إلى الأماكن ذات الصلة ويقوم بالتجارب المطلوبة"، يوضح البروفيسور رونان برافمان من قسم علوم الكمبيوتر في جامعة بن غوريون، الذي قام مع زملائه ينخرط الفريق في التخطيط التلقائي ويبني خوارزميات يمكن للروبوتات تشغيلها في المستقبل.
تعتمد الخوارزميات الرئيسية التي تبني سلسلة من الإجراءات التلقائية على وظائف إرشادية؛ إنهم يقودون الخوارزمية نحو الهدف ويقطعون الفروع (الحلول الممكنة) التي ليست في طريقها. على سبيل المثال، إذا أراد أحد المبرمجين أن ينتقل الروبوت من نقطة إلى أخرى في فترة زمنية محدودة، فيمكنه حساب بمساعدة هذه الوظائف ما هو أقصر طريق واستبعاد الخيارات التي تجعله أطول. وبهذه الطريقة يتمكن من التركيز على سلسلة الإجراءات التي ستقوده إلى الهدف بكفاءة.
ولكن ماذا يحدث عندما يكون الوضع معقداً وغير قابل للتنبؤ به ولا يمكن معرفة مسبقاً ما هي الإجراءات والنتائج المرغوبة، كما هو الحال في منطقة الكوارث التي تتطلب مهام الإنقاذ والإنقاذ؟ في مثل هذه الحالة، لن تنجح سلسلة من الإجراءات المكتوبة مسبقًا ويلزم وجود خطة يؤدي فيها الإجراء إلى آخر، اعتمادًا على الوضع المتغير في الميدان. وفي أحدث أبحاثهم، والتي فازت بمنحة بحثية من مؤسسة العلوم الوطنية، قام البروفيسور برافمان وفريقه ببناء خوارزميات تهدف إلى تكييف تصرفات الروبوتات مع الظروف الميدانية وجعلها متزامنة ومتعاونة عند الضرورة حتى بدون التواصل فيما بينها. "الغرض من هذه الخوارزميات هو جعل العديد من الروبوتات تؤدي إجراءات في موقف معقد (على سبيل المثال في مبنى دمره زلزال) من أجل تحقيق هدف معين (على سبيل المثال لإخلاء المبنى بسرعة). لكن بعض العمليات، مثل انتشال الجرحى وإنقاذهم، يصعب تنفيذها بشكل مستقل وتتطلب التعاون. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يتعطل الاتصال في مثل هذه المناطق، وعلى أي حال، لا يمكن للروبوتات، مثل البشر، سوى تلقي معلومات جزئية عن العالم والبيئة (نظرًا لأن عدد أجهزة الاستشعار الخاصة بها محدود). يوضح البروفيسور برافمان: "لقد تم تصميم الخوارزميات التي أنشأناها للسماح لهم بالعمل بكفاءة والتعاون حتى في مثل هذه المواقف المعقدة".
الخوارزميات، التي تعتمد على برنامج يتلقى وصفًا للهدف ويقسمه إلى مجموعة من الإجراءات، تتعامل مع الروبوتات كجسم منقسم يعمل معًا ويؤدي إلى تحقيق الهدف على مراحل. في المرحلة الأولى، يتم بناء خطة المهام وحل المشكلات لكل روبوت، على افتراض وجود تواصل فوري وأمثل بين جميع الروبوتات. هذا البرنامج هو في الواقع شجرة قرارات نظرية تصف ما سيفعله كل روبوت بناءً على المعلومات التي تمتلكها جميع الروبوتات من جميع أجهزة الاستشعار معًا. في الخطوة الثانية، تقوم الخوارزميات بتحليل شجرة القرار والتحقق من المعلومات الضرورية لتنفيذ الخطة. يقومون بتعديل شجرة القرار وفقًا للنتائج وإضافة عمليات الاستشعار والاتصالات لسد اختلافات المعلومات بين الروبوتات لصالح تنفيذ الخطة.
على سبيل المثال، يمكن للخوارزميات تقسيم غرف المبنى المدمر بين الروبوتات (أي إعطاء كل منهم مساحة من المسؤولية)، وعند الضرورة جعلهم يذهبون إلى غرف أخرى ويتشاركون المعلومات مع الروبوتات الأخرى، وفقا لـ بيانات المنطقة والمعلومات التي سيلتقطونها في أجهزة الاستشعار الخاصة بهم؛ وستكون الروبوتات التي تتلقى المعلومات قادرة على التصرف وفقًا لذلك (على سبيل المثال، القدوم للمساعدة).
"الفكرة هي إنتاج روبوتات يمكنها إجراء الحسابات واتخاذ القرارات على غرار البشر أو حتى أفضل. أي بناء أداة تلقائية يمكنها مساعدة البشر أو التصرف مكانهم في المناطق الخطرة (على سبيل المثال، تلك التي حدثت فيها كارثة نووية). سيتم تكليفهم بمهمة وسيعرفون كيفية تقسيمها إلى الإجراءات المطلوبة في الوقت الفعلي. الخوارزميات التي نبنيها هي العقل المدبر وراء هذه الروبوتات. نحن نحاول تحسينها بانتظام، حتى تكون أكثر تطورًا وتكون قادرة على التعامل مع النماذج بأكبر قدر ممكن من التفصيل"، يختتم البروفيسور برافمان.
الحياة نفسها:
البروفيسور رونان برافمان، 57 عامًا، متزوج وله ثلاثة أبناء (21، 25، 28 عامًا)، يسكن في موشاف راموت مئير. يحب ممارسة الرياضة وركوب الدراجة والسفر.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
