为了验证计算机中的模拟在实践中是否有效,研究人员通过 3D 打印设计的模具。在材料方面,研究人员准备了一个 20×14 厘米的长方体中随机放置 64 个空洞和 64 块“肌肉块”。
然后研究员使用液体硅橡胶填充到模具中,并使其固化几个小时。当团队将固化的硅胶从模具中取出时,它变得又软又柔韧。
通过 3D 打印出模具之后,他们将空气注入长方体的小空隙中,以模拟肌肉的收缩和扩张。
制成的机器人每个都只有一块肥皂大小,像块状的小卡通人物一样。研究人员为人工智能设定了开发陆地运动的目标,然后将新生的机器人置于虚拟环境中进行进化。
起初,这个机器人可以摇晃,但绝对无法行走。
AI 知道自己尚未达到目标。因此迅速迭代了设计。在每次迭代中,AI 评估其设计、识别缺陷,并逐渐修改模拟块的结构。
更令人惊讶的是,AI 独自想出了与自然界相同的行走解决方案:腿。但与自然界绝对对称的设计不同,人工智能采取了不同的方法。由此产生的机器人有三条腿,背部有鳍,面部平坦,上面布满了洞。
“这很有趣,因为我们没有告诉人工智能机器人应该有腿”,Kriegman 表示,“它重新发现腿是在陆地上移动的好方法。事实上,腿式运动是陆地运动最有效的形式。”
最终,经过九次尝试,它生成了一个每秒可以行走其身体长度一半的机器人——大约是人类平均步幅速度的一半。
整个设计过程——从一个零运动的无形块到一个完整的行走机器人——在笔记本电脑上只花了 26 秒。
“现在任何人都可以观察 AI 实时生成越来越好的机器人身体的进化过程”,Kriegman 表示,“以前,进化机器人需要在超级计算机上进行数周的试验和错误。当然,在任何动物可以在我们的世界里奔跑、游泳或飞翔之前,都有数十亿年的试错过程。这是因为进化没有先见之明。它无法预见未来,无法知道特定的突变是有益的还是灾难性的。我们找到了一种方法来消除这种蒙蔽,从而将数十亿年的进化压缩为瞬间。”