Vergiss, was du in Filmen siehst. Die meisten Roboter sitzen irgendwo in einer Fabrik und verrichten langweilige, sich wiederholende Arbeiten. Auch wenn ihre Software von einem interessanteren Job träumt, bleibt ihre physische Form von dem Tag an, an dem sie zusammengebaut wurden, bis zu dem Moment, an dem sie Junk sind.
Das muss aber nicht so sein, sagen die Pioniere von „evo devo robo“ - einer revolutionären Entwicklungsrobotik, die Prinzipien der natürlichen Auslese und der biologischen Entwicklung auf das Maschinendesign anwendet.
Josh Bongard, Informatiker an der Universität von Vermont, entwirft Roboter, die Wachstumsschübe durchmachen. Wie ängstliche Teenager erleben sie eine unangenehme Phase der körperlichen Entwicklung, bevor sie ihren Platz in der Welt finden.
Bongards virtuelle Experimente modellieren präzise Roboteraktionen auf einem Computer, beginnend mit einer schlaffen, wurmartigen Maschine mit mehreren Körpersegmenten. Es hat ein Ziel: Fortschritte auf einer ebenen Fläche in Richtung einer Lichtquelle zu erzielen. Aber anstatt dem Roboter einen vollständigen Befehlssatz zu geben, erzeugt Bongard eine ganze Population von Bots und lässt die Evolution die Arbeit erledigen.
Jeder virtuelle Roboter bewegt sich nach dem Zufallsprinzip. Beispielsweise kann ein Segment einen Zentimeter nach links und ein anderes um 90 Grad gebogen werden. Während sich die meisten Bots hoffnungslos schlagen, schubsen ein paar zufällig nach vorne. Die Schritte hinter all den kleinen Fortschritten werden gespeichert und in einem Prozess kombiniert, der die Vermischung von Genen in lebenden, reproduzierenden Wesen nachahmt. Dann tritt irgendwann Bongard ein und gibt den erfolgreichen Robotern die Beine. Und die Evolution geht weiter.
Bongard hat herausgefunden, dass er eine Erfindung entwickeln kann, die in nur 100 Generationen aufrecht geht. Im Gegensatz dazu dauert eine Erfindung, die mit bereits gebildeten Beinen beginnt, 250 Generationen. "Es ist sinnvoll, in jungen Jahren in Bodennähe zu bleiben", sagt er, "und die Beine nur allmählich zu wachsen und aufrecht zu stehen, was Sie instabiler macht."
Ein Roboter, der wachsen kann, wäre sehr nützlich. Stellen Sie sich ein Raumschiff vor, das auf einer fremden Welt landet und ein zusätzliches Beinpaar bildet, wenn es auf tückisches Terrain stößt. Oder ein Such- und Rettungsbot, der sich von stämmig zu schlank wandelt, um durch einen engen Spalt zu navigieren. Aber wird eine solche Maschine jemals mehr als eine Computersimulation sein? "Es ist der letzte Fertigungsschritt, der Robotikern schon immer auf den Fersen war", sagt Hod Lipson, der das Creative Machines Lab der Cornell University leitet. "Man kann verrückte Roboter entwerfen, aber am Ende muss man sie machen."
Lipsons Arbeit könnte helfen. Er hat einen 3-D-Drucker verwendet, um Roboterkomponenten auszurüsten, und hat eine Maschine demonstriert, die in der Lage ist, Kopien von sich selbst mit vorgefertigten Komponenten zusammenzusetzen. Diese Taten legen nahe, dass es möglich sein könnte, einen Bot zu entwerfen, der sich selbst herstellt - das heißt, einen Körperplan zu entwickeln und ihn zu bauen.
Im Moment möchte Bongard, dass andere an den Experimenten teilnehmen. Im August stellte er seine virtuellen Roboter online zur Verfügung. Er nennt sie Ludobots, Ludo aus dem lateinischen Theaterstück . "Primaten werden entwickelt, um ein Hinken in einem anderen Tier zu erkennen", sagt er. „Wir möchten Robotik aus der Menge holen“, damit die Leute Maschinen bauen, beobachten, wie sie sich bewegen und Fehler beheben können.
