Mit taníthatnak ránk a termeszek

A robotokat elbűvöli „raj intelligencia”, a biológusokat az a képesség, hogy a füvet energiává varázsolják. De vajon az emberek megismételhetik-e eredményeiket?

Úgy tűnik, hogy a termeszek mindezt központosított tervezés nélkül teszik meg: nincsenek építészek, mérnökök vagy tervrajzok. Valójában a termeszhalom nem annyira épület, mint test, önszabályozó szerves folyamat, amely folyamatosan reagál változó környezetére, önmagát építve és építve. Bonyolult viselkedése mintha varázslatból fakadna egyszerű alkotóelemeiből. Általában egyetértés van abban, hogy az egyes termeszek nem különösebben intelligensek, hiányzik belőlük az emlékezet és a tanulási képesség. Tegyen néhány termitet egy petricsészébe, és céltalanul bolyonganak körülötte; betesznek negyvenet, és elkezdik az étel kerületén bélyegezni, mint egy csorda. De elég termeszet rakjon össze, megfelelő körülmények között, és székesegyházat építenek neked.

Turner híve annak, amit „kiterjesztett organizmusnak” nevez. (Richard Dawkins „kibővített fenotípus” modelljének változataként és végső soron alternatívájaként értendő.) Turner véleménye szerint a fizikai termeszdomb - sáralagutakkal és falakkal, emésztett fával, fűvel és gombával - része a termesz, nem pedig annak a környezetnek a része, amelyre a termesz hat. A teljes halom - rovarok plusz szerkezet - tehát élő lény: önszabályozó fiziológiai és kognitív rendszer, saját határainak érzékelésével, memóriával és egyfajta kollektív szándékossággal.

A kiterjesztett szervezet hipotézise egy régebbi elképzelést is felidéz: a termesz, a méh vagy a hangya telep „szuperorganizmus”. Ezt a kifejezést William Wheeler alkotta meg 1911-ben, bár az ötlet Darwinra nyúlik vissza, aki a szuperorganizmust az eusocialitás „problémájának” megoldásaként tekintette. A probléma a következő: ha a természetes szelekció azoknak az organizmusoknak kedvez, amelyek a legjobban képesek szaporodni, akkor hogyan fejlődnek valaha a nem szaporodó rovarok kasztjai? A probléma kezelésének egyik módja, ha a telepet egészében tekintjük a szelekció egységének. A steril dolgozót nem egyéni szervezetként, hanem „jól ízesített zöldségként” kell gondolni, Darwin mondatában, amelyet a királynő állított elő.

Ma a legtöbb evolúciós teoretikus az eusocialitás „inkluzív fitnesz” magyarázatát támogatja, ezt az elméletet W. D. Hamilton fejlesztette ki a tizenkilenc-hatvanas évek elején. Hamilton matematikailag kimutatta, hogy az altruizmus előnyös reprodukciós stratégiát jelenthet egy szervezet számára, mindaddig, amíg az altruista cselekedet egy másik organizmusnak kedvez, amelyhez genetikailag kellően hasonlít. Emberként a génjeim szaporodásának nyilvánvaló módja az, hogy biológiai gyermekeket szüljek, akik örökölni fogják génjeim felét. De a génjeimet is reprodukálhatom, ha segítem a húgomnak, aki átlagosan a genetikai anyagom felét osztja meg, ápolja és védi saját gyermekeit, akiknek egynegyede osztozik. Ha az életem feláldozása lehetővé teszi a nővérem számára, hogy kétszer annyi gyermeke legyen, mint nekem lettem volna, áldozatom "megéri" önző génjeim szempontjából. E. O. Wilson, bár Hamilton elméletének korai evangélistája, a közelmúltban a szuperorganizmushoz való visszatérés mellett érvelt Darwin problémájának megoldásaként. Ebben Wilson nagyon is kisebbségben van; Richard Dawkins az inkluzív fitneszre vonatkozó kritikáit „egyenesen perverznek” nevezte.

2014-ben Keasling és három másik jeles szintetikus biológus publikált egy cikket a Cell folyóiratban, amelyben „nyitott kérdésnek” nyilvánították. . . hogy a biológia valóban moduláris-e mérnöki értelemben ”- vagyis a kezdetleges komponensek kiszámítható összesítése -, vagy a modularitás csak egy emberi konstrukció, amely segít megérteni a biológiát. De a termeszek, mikrobák és más egyszerre egyszerű és ördögien összetett organizmusok által keltett kísértet az, hogy a modularitás metaforája félrevezető lehet: mindaddig, amíg az élő rendszereket gépeknek gondoljuk, garantáltan nem értjük őket.

A termeszek másik oka, hogy a mérnököket érdekli, hogy ők a „raj intelligencia” paradigmája - nagyon összetett viselkedés, amely az egyes egységek interakciójából adódik központosított parancs hiányában. Feltételezzük, hogy az egyes termeszeket egyszerű szabályok összessége irányítja, amelyek meghatározott cselekvéseket - csúszást, fordulást, ásást, iszapgömböt - diktálnak, reagálva a környezet vagy más termeszek adott kiváltó tényezőire. De nem világos, hogy pontosan melyik mechanizmus hozza létre a termeszek csoportos intelligenciáját - mely kémiai vagy fizikai jelek mely cselekedeteket és milyen szabályokat váltanak ki.

1959 óta az uralkodó elmélet „stigmergy”, először Pierre-Paul Grassé francia biológus dolgozta ki. A kifejezés a görög megbélyegzésből (jel vagy jel) és ergonból (munka vagy cselekedet) származik; az elképzelés az, hogy az egyik ágens által a környezetben hátrahagyott nyom nyomán további ügynökök lépnek fel, pozitív visszacsatolási ciklust hozva létre. A Stigmergy arra törekszik, hogy elmagyarázza, hogyan képesek rendkívül egyszerű, kommunikációra nem képes lények elérni a közös döntéshozatal látszatát. A termeszek esetében (a stigmergyet más egyszerű lények, például a többsejtű baktériumok bonyolult kialakuló viselkedésének magyarázatára is alkalmazták) a tudósok feltételezik, hogy a cselekvést kiváltó „nyom” a nyálukban található meg. A termesz felkapja az iszapgömböt, nyálának egy részét rajta kapja, és vélhetően véletlenszerűen elejtette; más termeszek, a nyálillat kiváltotta, elkezdik sár- és nyálgolyókat halmozni az első golyó tetejére, megerősítve a jelet; végül az iszapgolyók falakká vagy oszloprá válnak.

A tizenkilencvenes években a számítástechnikusok virtuális termeszeket kezdtek programozni, amelyek a falakat építették a stigmergy elvein keresztül. Ezek a virtuális termeszek kétdimenziós alakzatokat tudnának építeni, de semmi olyat nem tudnának létrehozni, mint a valódi termeszek összetett háromdimenziós architektúrája. És bár a stigmergy megmagyarázhatja, hogyan épülnek a termeszek, ez nem magyarázza meg könnyen, hogy miért építik fel munkájukat oly gyakran, miközben mennek. A legújabb tanulmányok azt sugallják, hogy egyes termeszek hajlamosak vezetni, míg mások hajlamosak követni - ez azt jelenti, hogy ami a stigmergikus folyamatot elindítja, az nem véletlenszerű művelet, hanem valami szisztematikusabb. Az is látszik, hogy a termeszek nem annyira szorgalmas drónok, mint inkább egy poszt-kapitalista utópia tagjai: egy huszonöt termeszből álló petri-csészében egyszerre csak öt működik. Valószínűnek tűnik, hogy a stigmergy a legjobb esetben csak egyike azoknak a mechanizmusoknak, amelyek előidézik a termeszek összetett csoportos viselkedését. Sok kutató számára ezeknek a mechanizmusoknak az azonosítása a kulcsa a robotika és az A.I jövőjének: nem egy okos gép, hanem egy hiper-intelligens nyáj ezernyi kicsi, olcsó, buta géppel.

Amikor a Science darab megjelent, rövid médiaőrület támadt, egyes újságírók azt jósolták, hogy a TERMES végül a Mars gyarmatosítását fogja eredményezni, mások pedig a közelgő robot-apokalipszisre figyelmeztettek. Ennek ellenére a TERMÉKEK korlátozottak: csak fekete-fehér padlóra, csendes helyiségekben és mágnesezett tömbökkel építkezhetnek. Valójában ezek a kiterjesztett stigmergy jellemzői: A TERMES nagyban támaszkodik környezetének rendezettségére, hogy képes legyen építkezni. A valódi termeszek ezzel szemben mesterei a regényre való reagálásnak és a kiszámíthatatlannak. "Nem igazán tudom, hogyan kell ezt megtenni" - mondja Nagpal. Nem világos, hogy a TERMES valaha is termeszek lesznek-e - a stigmergy kifinomultabb változata lehetővé teszi-e a robotok számára, hogy utánozzák biológiai modelljeiket, vagy a stigmergy, akárcsak a modularitás, olyan keret, amely a mérnököket csak eddig viszi el.

A Wyss Intézet leghíresebb robotja a RoboBee, egy gemkapcsnál kisebb mechanikus méh, amely felszállhat, repülhet és leszállhat. Bár a RoboBee kutatását a Nemzeti Tudományos Alapítvány finanszírozta, létrehozóját, Robert Wood-ot korábban a DARPA és a légierő finanszírozta. (A meghosszabbított szervezetű tézisből J. Scott Turnert a katonaság is finanszírozta.) A Center for New American Security által kiadott, „Robotics on the Battlefield II. Part: The Coming Swarm” egy befolyásos tanulmány idézi a következőket: A RoboBee annak a bizonyítéknak a lehetősége, hogy háromdimenziós nyomtatású, darabonként kevesebb, mint egy dollár drónok lehessen, amelyek hatalmas mennyiségben „okos felhőként” „eláraszthatják” a polgári és harci területeket. Ahogy Margonelli írja: „Mindent, amit a termeszek tesznek, a katonaság is szeretne.” A katonaság szeretné, ha egyszerre apró (például termeszek) és masszív (például rajok) fegyverek lennének - könnyen manőverezhetők, nehezen észlelhetők, de okosak és halálosak is. A Nagpal laboratóriumának egyik kutatója azt mondja Margonellinek: "Nem állíthatjuk meg a technológiát, mert rosszra lehet használni."

Valóban, a szintetikus raj intelligencia már velünk van. Néhány évvel ezelőtt az amerikai haditengerészet elkezdte tesztelni az autonóm, önszerveződő robot motorcsónakok rajait. 2012-ben a Human Rights Watch és a Harvard Law School Nemzetközi Emberi Jogi Klinikája felszólított a teljesen autonóm fegyverek kifejlesztésének előzetes, nemzetközi betiltására. Ugyanebben az évben a Védelmi Minisztérium kiadott egy irányelvet, amely messze megállította az autonóm fegyverek betiltását, és csak azt követelte meg, hogy egy ember valahogy részt vegyen abban az esetben, amikor halálos erő szállítására használják őket. Mark Hagerott, a Tengerészeti Akadémia Kiberbiztonsági Tanulmányok Központjának korábbi igazgatóhelyettese a rajzó fegyverek fejlesztésének szigorú korlátozásait támogatja, beleértve a méret (az embernél nem kisebb), az üzemanyag-források és a szám korlátozását. Aggódik, hogy félig autonóm és autonóm fegyverekkel is egyre nehezebb meghatározni azt a döntő helyet, ahol az ujj ütközik. Ez számít, mondja Hagerott, mert ez az a hely, ahol az empátiát gyakorolják, amikor gyakorolják, a háborúban.

Az autonóm fegyverek kritikusai ritkábban említik, hogy van valami értékes a hagyományos hadviselés magas áldozatainak arányában. Ha a háborúnak semmi más nem kerül államokba, csak pénzbe, akkor mi van ezek visszatartására? Mi akadályozza meg a káposztás kormányt abban, hogy folytassa külföldi projektjeit, ha nincsenek testtáskák, amelyek a polgárok felháborodását összpontosíthatják?

A termesz már nem olyan, mint a korábbi megfigyelőknél: annak modellje, hogy az emberek mik lehetnek - kooperatívabbak és harmonikusabbak, kevésbé versenyképesek és agresszívek. Ehelyett erőforrássá vált, amelyet kiaknázhatunk a saját, már kialakult céljaink elérése érdekében. ♦