4.8 Buněčné automaty Buněčný automat je dynamický systém s diskrétními hodnotami v prostoru i čase. Je tvořen pravidelnou strukturou buněk v N-rozměrném prostoru (nejčastěji N=2, kde buňky tvoří čtvercovou mřížku). Každá buňka může nabývat jeden z K možných stavů (často pouze dva – mrtvá, živá). Hodnoty stavů buněk v dalším časovém kroku, tj. v následující generaci, se vypočtou synchronně na základě lokální přechodové funkce, které je pro všechny buňky stejná. Argumenty této funkce jsou aktuální hodnoty stavů vyšetřované buňky a všech buněk v jejím okolí. Množina takových buněk pak může být považována za organismus. Netrvalo dlouho a samoreplikující se buněčný automat se sestavit skutečně podařilo. Proces replikace tohoto automatu probíhá tak, že se na jednom konci těla vysune rameno, na kterém se začíná postupně vytvářet kopie původní struktury. Celou činnost řídí příkazy na „pásce“, z níž se celá informace na konci procesu přenese do potomka, který se následně oddělí.117 Nicméně v tomto i v ostatních zajímavých příkladech, kterými se disciplína „umělý život“ zabývá a které zde nemůžeme sledovat, se většinou nejedná o realizace, nýbrž přinejlepším o formální modelování v počítači. Postavit reálného samoreplikujícího se robota se nikdo ani 117
Příkladem jednoduchého buněčného automatu může být tzv. hra života. Pravidla řídící život buněk ve hře života jsou tato: • zrod – v okolí prázdného políčka jsou právě tři buňky • přežití – v okolí buňky jsou dvě nebo tři další buňky • uhynutí – v okolí buňky je 0, 1, 4, 5, 6, 7 nebo 8 dalších buněk Výsledná množina pravidel poskytuje přijatelnou biologickou interpretaci, např. uhynutí příliš osamocené buňky, ale též buňky v přehuštěné populaci. Výchozí obrazce, tvořené populacemi buněk, směřují obvykle po několika generacích k jedné z těchto situací: • zánik • stabilní obrazec • cyklicky se opakující obrazec • cyklicky se opakující, ale posunutý obrazec – tzv. kluzák 97
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS169253
nesnaží. Je to pravděpodobně dáno povahou materiálů, se kterými se v robotice pracuje.118 Potencionálně heurističtějším by se snad mohla stát jakási „robotika“ založená na biomolekulárním inženýrství.119
4.9 Kyborg Proto mnoho robotiků sází na cestu postupného splývání techniky a biologického těla. I když řada badatelů z oblasti kognitivních věd o kyborgizaci těla přemýšlí, snad jako první se o ni reálně pokusil zmíněný robotik Kevin Warwick, který kromě svých výzkumů v oblasti kybernetiky, robotiky a umělé inteligence proslul právě experimentem s kyborgizací vlastního těla, v rámci něhož si nechal v roce 1998 a poté v roce 2002 chirurgicky implantovat do paže mikročip a napojit ho na svůj periferní nervový systém. Snažil se prokázat, že spojení lidského nervového systému s počítačem a přenos informací je reálný. První mikročip (čtvereček o straně 23 mm, 3 mm silný) voperoval Warwickovi 24. srpna 1998 chirurg George Boulous na klinice v Tilehurstu. Badatel ho měl v levé ruce devět dnů, přičemž s ním zvládl úkoly jako např. bez hnutí prstem zapínat a vypínat světla ve své laboratoři. Projekt byl nazván Cyborg 1.0.120 Druhý experiment v rámci projektu Cyborg 2.0 byl zahájen 14. března 2002 na chirurgické klinice v Oxfor118
Přesto je v posledních letech využívána perspektiva, díky níž je možné alespoň částečně překonat strukturální omezení způsobené nedostatečnou plasticitou materiálů dostupných současným technologiím. Mám na mysli možnosti spojené s „evoluční robotikou“ a „evolučním programováním“. Tato perspektiva kombinuje výhody simulace s výhodami realizace, kdy je do vývoje fyzických agentů integrována simulace. Srv. např.: Lažanský, J.: Evoluční výpočetní techniky. In.: Mařík, V., Štěpánková, O., Lažanský, J. a kol.: Umělá inteligence 3. Academia, Praha 2001, s. 117–160. 119 Srv. Ostolaza, F. J., Bergareche, Á, M.: La vie artificielle; Seuil, Paris 1997, kap. 6. 120 http://www.kevinwarwick.org/Cyborg1.htm.
98
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS169253
du (Radcliffe). Dokonalejší mikročip se stovkou pinů mu voperoval do levého ramene chirurg Amjad Shad. Propojena byla senzorická i motorická vlákna nervu nervus medianus. Čip komunikoval s počítačem pomocí radiosignálu a počítač dokázal signál jak přijímat, tak i generovat. Cílem tohoto teatrálního pokusu bylo prokázat technickou i klinickou proveditelnost bezpečného propojení periferního nervového systému se systémem kybernetickým bez většího diskomfortu či sekundárních infekcí. Nejbližší praktickou aplikací by mohla být výroba kybernetických protéz.121 Warwickovi se s pomocí tohoto mikročipu skutečně podařilo ovládat elektrické pojízdné křeslo a částečně i kybernetickou umělou ruku.122 Centrální nervový systém se s počítačem již podařilo experimentálně propojit také. V jednom pokusu například badatelé implantovali do motorického kortexu a ventrolaterálního talamu potkana mikroelektrody, pomocí nichž snímali řízení motoriky jeho přední tlapky. Potkan se předtím naučil mačkat páčku ovládající rameno se zdrojem vody. Když výzkumníci našli funkci, pomocí níž bylo možné na základě vzorce nervové aktivity potkanova mozku předpovídat pohyb ramene, odpojili páčku a řídili pohyb ramene přes počítač pouze elektronickými signály z potkanova mozku. Žíznivý potkan se pak velmi rychle naučil ovládat robotické rameno jen svým mozkem: „telepaticky“.123 Myšlenka, že by se nervovou aktivitou mohly řídit například robotické protézy končetin, je tedy víc než opodstatněná. 4.10 Loebnerova cena Robotika, jak již bylo řečeno, je jakýmsi pragmatickým kritériem pravdivosti mnohých teorií umělé inteligence. Avšak jakkoli jsou ony teorie 121
http://www.rdg.ac.uk/KevinWarwick/Info/Info.pdf. http://www.kevinwarwick.org/Cyborg2.htm 123 Kelemen, E.: Možnosti prepojenia nervového a elektronického systému; Vesmír 82, srpen 2003, s. 452–454. 122
99
Ukázka elektronické knihy, UID: KOS169253