Una computadora que diseña y construye robots
Fuente: CNN en español (31 de Agosto de 2000)

Por primera vez en la historia, una computadora programada de acuerdo con las reglas de la evolución ha diseñado y fabricado simples robots con mínima intervención humana.

Estos autómatas de 20 centímetros no se apoderaron del planeta. Ni siquiera pasaron la aspiradora al laboratorio. Simplemente se desplazaron por la superficie de una mesa, tal como habían sido digitalmente criados para hacerlo, dice Jordan Pollack, computador científico de la Universidad de Brandeis.

"No es lo que nuestros robots hacen lo que resulta sorprendente", dice. "No son androides: no levantan las cejas ni te hacen reír. Pero lo que sí hacen fue diseñado y fabricado de manera autónoma".

Al hacer que una computadora cree diseños mediante selección natural, los investigadores se aproximan a la solución de dos de los mayores obstáculos de la robótica: su falta de versatilidad y su alto costo de desarrollo.

Los robots diseñados por personas suelen funcionar sólo bajo ciertas condiciones específicas y con una limitada capacidad para adaptarse a situaciones cambiantes.

El desarrollo de un simple robot que pase la aspiradora, por ejemplo, puede costar millones y ponerse a la venta por unos $5.000 luego de que los ingenieros se aseguren de que no chocará contra los muebles ni se caerá por las escaleras, dice Pollack."Al mismo tiempo, se puede contratar a un empleado por el salario mínimo para que pase una aspiradora de $100", dice. "El costo de construir un androide inteligente es tan alto que no es económicamente viable".

Alguna vez, este planteo darviniano podría revolucionar desde la construcción hasta la exploración espacial. "En el futuro, si pudiéramos tener algo como esto en el espacio, se podrían enviar las piezas de construcción y dejar que evolucionen por sí mismas", dice Yoseph Bar-Cohen, director de un laboratorio de robótica en el Jet Propulsión Laboratory de la NASA. "Eso sería fascinante". Pollack y su colega Hod Lipson combinaron técnicas de fabricación automatizada con la computación evolutiva. Sus resultados aparecen en la edición del jueves de la revista Nature.

A la computadora que evolucionó los diseños sólo se le indicó que partes podría utilizar, las leyes físicas del ambiente en que se desplazaría su prole, y que debía alcanzar el objetivo de locomoción. Durante días, la computadora pensó diferentes diseños y métodos de movimiento, creando rasgos exitosos y otros no tanto. Al igual que los dinosaurios y otras especies extintas, los fracasos terminaron en el cesto de basura de la evolución. Los mejores diseños sobrevivieron y pasaron sus rasgos exitosos a las generaciones futuras. Cientos de generaciones más tarde, esta máquina dio a luz a tres robots. "Evolucionó varios tipos de mecanismos de locomoción, todos ellos sorprendentes, dado que no hubo intervención humana", dice Pollack.

Los pequeños robots blancos fueron construidos con barras, impulsores, juntas, motores y circuitos. La gente solo intervino para insertar los motores en las partes plásticas que producía la máquina. El próximo paso será incorporar sensores en los robots para que su éxito o fracaso pueda transmitirse a futuras generaciones.

Podría resultar un proyecto difícil, dice Maja J. Mataric, profesora en la Universidad del Sur de California y director de USC Robotics Research Labs.

"Los autores muy ingeniosamente encontraron la manera de diseñar un cuerpo y poder fabricarlo, lo que es una hazaña sorprendente", dice. "Lo que no está del todo claro es cómo obtener el diseño de un sensor y poder fabricarlo".

Computer automatically designs, manufactures robots

The computer program designs simulations from points and lines and then "solidifies" them into actual ball-joints and cylinders

August 31, 2000
Web posted at: 7:44 AM EDT (1144 GMT)

(AP) -- A computer programmed to follow the rules of evolution has for the first time designed and manufactured simple robots with minimal help from people.

The 8-inch automatons did not take over the world or even vacuum the lab. Instead, they crawled across a tabletop, exactly as they were digitally bred to do, said Jordan Pollack, a Brandeis University computer scientist.

"It's not what our robots do that is so surprising," he said. "They're not humanoid robots -- they don't raise their eyebrows and make you giggle. But what they did do was autonomously designed and manufactured."

By having a computer create designs using natural selection, researchers edged closer to solving two of robotics' biggest obstacles: robots' lack of versatility and their high cost of development.

Robots engineered by people typically function only under specific conditions with limited ability to adapt to changing situations.

A simple robot that vacuums a home, for instance, could cost millions to develop and sell for $5,000 after engineers figured out a way to make sure it doesn't crash into furniture or fall down stairs, Pollack said.

"Then again, you could just hire a minimum-wage worker with a $100 manual vacuum," he said. "The cost of building an intelligent humanoid robot is so high, we just can't get the economics going."

Ultimately, the Darwinian approach could revolutionize everything from manufacturing to space exploration.

"Down the road, if we could have a thing like this in space, you could send the building blocks and let them evolve themselves," said Yoseph Bar-Cohen, director of a robotics lab at NASA's Jet Propulsion Laboratory. "That would be fascinating."

Pollack and colleague Hod Lipson merged automatic manufacturing techniques with evolutionary computing. Their results appear Thursday in the journal Nature.

The computer that evolved the designs was told only what parts it would be working with, the physics of the environment in which its offspring would be moving, and the goal of locomotion.

Over several days, the computer thought up different designs and methods of movement, creating traits that worked and failed. Like dinosaurs, woolly mammoths and dodo birds, the failures were cast into the dustbin of history.

The most promising designs survived and passed their success to future generations. Hundreds of generations later, three robots were manufactured by a prototyping machine.

"It evolved various kinds of locomotive mechanisms -- all surprising, given there was no human coming up with how to do it," Pollack said. "We got ratcheting motions. We got rolling motions. We got swimming motions."

The little white robots were made of bars, actuators, ball joints, motors and circuits. People intervened only to insert the motors into the plastic parts spit out by the prototyping machine.

The next step will be to incorporate sensors into the robots so that success or failure in the physical world can be built into future generations.

It could be a difficult project, said Maja J. Mataric, a professor at the University of Southern California and director of the USC Robotics Research Labs.

"The authors very cleverly figured out a way to design a body and then actually manufacture it, which is an amazing feat," she said. "What is not at all clear is how to come up with a sensor design and manufacture it."