Vergeet wat je in films ziet. De meeste robots zitten ergens in een fabriek en doen saai, repetitief werk. Zelfs als hun software wel van een interessantere baan droomt, blijft hun fysieke vorm vast vanaf de dag dat ze worden geassembleerd tot het moment dat ze junk zijn.
Maar het hoeft niet zo te zijn, zeggen pioniers van "evo devo robo" - evolutionaire ontwikkelingsrobotica, die principes van natuurlijke selectie en biologische ontwikkeling toepast op machineontwerp.
Josh Bongard, een computerwetenschapper aan de Universiteit van Vermont, ontwerpt robots die door groeispurtjes gaan. Net als angstige tieners ervaren ze een ongemakkelijke periode van fysieke ontwikkeling voordat ze hun plek op de wereld vinden.
Bongards virtuele experimenten modelleren robotacties op een computer, beginnend met een ledemaatloze, wormachtige machine met verschillende lichaamssegmenten. Het heeft één doel: vooruitgang boeken over een vlak oppervlak naar een lichtbron. Maar in plaats van de robot een complete set instructies te geven, genereert Bongard een hele populatie bots en laat evolutie het werk doen.
Elke virtuele robot beweegt willekeurig - een segment kan bijvoorbeeld een centimeter naar links bewegen en een ander kan 90 graden buigen. Terwijl de meeste bots hopeloos zwaaien, stoten een paar bij toeval naar voren. De stappen achter alle kleine vorderingen worden opgeslagen en gecombineerd in een proces dat het mengen van genen in levende, reproducerende wezens nabootst. Op een gegeven moment komt Bongard tussenbeide en geeft de succesvolle robots benen. En evolutie gaat door.
Bongard heeft ontdekt dat hij een apparaat kan ontwikkelen dat in slechts 100 generaties rechtop loopt. Een contrast dat begint met reeds gevormde benen duurt daarentegen 250 generaties. "Het is logisch om dicht bij de grond te blijven als je jong bent", zegt hij, "en geleidelijk benen te laten groeien en rechtop te gaan staan, wat je onstabieler maakt."
Een robot die kan groeien zou zeer nuttig zijn. Stel je een ruimtevaartuig voor dat landt op een buitenaardse wereld die een extra paar benen laat groeien wanneer het verraderlijk terrein ontmoet. Of een zoek- en reddingsbot die verandert van gedrongen naar slank om door een nauwe spleet te navigeren. Maar zal zo'n machine ooit meer zijn dan een computersimulatie? "Het is de laatste productiestap die roboticisten altijd heeft achtervolgd", zegt Hod Lipson, directeur van het Creative Machines Lab van Cornell University. "Je kunt gekke robots ontwerpen, maar uiteindelijk moet je ze maken."
Lipsons werk kan helpen. Hij heeft een 3D-printer gebruikt om robotonderdelen te maken en heeft een machine laten zien die kopieën van zichzelf kan samenstellen met vooraf gemaakte componenten. Die prestaties suggereren dat het mogelijk zou kunnen zijn om een bot te ontwerpen die zichzelf produceert - dat wil zeggen, een lichaamsplan ontwikkelt en bouwt.
Voor nu wil Bongard dat anderen deelnemen aan de experimenten. In augustus stelde hij zijn virtuele robots online beschikbaar. Hij noemt ze ludobots, ludo uit het Latijnse toneelstuk . "Primaten zijn geëvolueerd om mank te herkennen in een ander dier, " zegt hij. "We willen graag robotica via crowd-source", zodat mensen machines kunnen bouwen, observeren hoe ze bewegen en gebreken verhelpen.
