當一個人磕到腳趾時，他會透過偏向另一條腿來彌補。更戲劇性的是，如果他失去了雙腿的使用能力，他仍然可以爬行以從 A 點到達 B 點。現在，一個形狀像四足海星的機器人也可以做到這一點。這款在康奈爾大學設計的九件式裝置，即使在遭受損壞後也能朝著目標前進。在《科學》雜誌本週發表的一篇論文中，研究人員描述了這種機械野獸評估自身狀況的演算法。
“這裡的主要進步不僅僅是診斷和恢復，而是機器人如何做到這一點，即建立一個自身的模型，”現在在佛蒙特大學的計算機科學家 Josh Bongard 解釋說。過去，試圖從損傷中恢復的機器人會嘗試數十萬次無效的試錯過程，旨在克服損傷。但 Bongard 指出，如果這些機器人要成為“下一代行星探測器”，“你不能假設這個機器人可以進行數十萬次試驗。它可能會進一步損壞自己或從懸崖上掉下去。”因此，Bongard 與他的同事 Victor Zykov 和 Hod Lipson 一起，對他們的機器人進行了程式設計，使其能夠仔細選擇行動，從而儘可能減少動作次數。
該機器人使用“驅動-感知”系統，在決定做什麼之前會執行許多可能性。在其電子大腦中，機器人會執行一個隨機的五秒鐘動作——例如抬起左腿，然後抬起右腿。然後，它會將該動作插入 15 個隨機選擇的模型中，這些模型本質上是對機器人如何組裝的 15 個猜測。然後，它將處理在每個模型中執行特定動作的所有結果——例如，一個模型可能會預測它會導致機器人向左傾斜；另一個模型可能會表明機器會向右傾斜。最後，機器人執行該動作。
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如果機器人最終向左傾斜——其身體上的四個感測器可以確定這一點——它將拋棄所有沒有做出該預測的模型。“這基本上是自然選擇的粗略類比，”Bongard 指出。“這是一個由 15 個自我模型組成的群體，更合適的模型會傳播，而不太合適的模型會消亡。”
研究人員讓機器人在狀態最佳時執行該演算法，發現其選擇的移動模式是產生足夠的動量來向前拋擲身體，有點像尺蠖。當 Bongard 切斷其一條肢體時，它反而蹣跚前行。佐治亞理工學院的機器人專家 Ronald Arkin 表示，這款新型堅韌的機器人讓他想起了第一部《終結者》電影中阿諾德·施瓦辛格飾演的半機械人：該機器儘管遭受了幾次機械挫折，仍“勉強前進”以達到目標。然而，在現實世界中，“在人們無法到達的情況下，它可能具有重要的價值，”他評論說。“它在搜尋和救援或地外探索方面具有一些應用。”
目前，該機器人還沒有完全為任何時間敏感的操作做好準備。研究人員將兩次動作之間的時間設定為 20 分鐘，因為在這個階段，他們只是想看看機器人是否可以克服逆境。Bongard 相信，在未來，機器人可以更快地執行其演算法。“沒有理由說明該機器人不能透過無線方式與一組計算機通訊，”Bongard 說。“實際上，您可以非常快速地並行化此過程。”