PODSTAWY ROBOTYKI
JW. 25.6
Ewolucja Robotów według NASA
Wstęp& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 2
1. Żagle słoneczne& & & & & & & & & & & & & & & & & & ...& .5
2. Pierwotne organizmy a koncepcja NASA& & & & & & & .& & 8
3. Planowany proces ewolucji& & & & & & & & & & & & & & ...10
4. Podstawowe założenia projektu& & & & & & & & & & & .& ..13
5. Tetwalker & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ..17
6.  System nerwowy robotów NASA& & & & & & & & & & .....20
7. Terminy realizacji& & & & & & & & & & & & & & & & .& & 24
Podsumowanie& & & & & & & & & & & & & & & & & & & .& ..25
1
Wstęp
Podróże kosmiczne i kolonizacja kosmosu to kierunek, w którym powinien pójść
rozwój ludzkości - uważa światowej sławy astronom prof. Aleksander Wolszczan. Dzięki
temu przyszłe pokolenia będą mogły mieszkać gdzieś indziej, kiedy Układ Słoneczny
przestanie istnieć - podkreślił profesor podczas wykładu w Polskiej Akademii Nauk w
Warszawie. Życie na Ziemi może być zagrożone ze względu na działalność ludzi i procesy
naturalne. Zagładę ludzkości może spowodować przeludnienie, efekt cieplarniany czy dziura
ozonowa. Rozwiązane tych problemów to warunek przetrwania ludzi. Również uderzenie
komety czy meteorytu w Ziemię to prawdopodobne zagrożenie. Dlatego - jak podkreśla
Wolszczan - działalność ludzi powinna brać pod uwagę takie zdarzenie i przygotować się na
nie. "Ze statystyki wynika, że podobne wypadki mają miejsce raz na kilka milionów lat. Z
tego punktu widzenia można powiedzieć, że to na pewno nastąpi" - wyjaśnia profesor. "Kiedy
już ludzie nauczą się, jak radzić sobie z zanieczyszczeniem i przeludnieniem planety, i znajdą
sposób na ochronę przed zderzeniem z kometą, przyjdzie pora, aby zastanowić się nad tym,
co zrobimy, kiedy nasze Słońce zacznie umierać" - dodaje. Wtedy - jak uważa astronom -
jedynym wyjściem będzie kolonizacja innych planet w galaktyce, gdzie przyszłe pokolenia
ludzi będą mieszkać po naturalnej śmierci Układu Słonecznego.
Długotrwałe pozostawanie poza orbitą Ziemi jest bardzo ryzykowne dla zdrowia
fizycznego i psychicznego ludzi - twierdzą autorzy raportu stworzonego dla amerykańskiej
agencji kosmicznej NASA. Liczący ponad 300 stron raport "Bezpieczna podróż: Zdrowie
astronautów podczas misji badawczych" wydał Instytut Medycyny amerykańskiej Narodowej
Akademii Nauk (NAS), współpracujący ze specjalnym komitetem, psychologami klinicznymi
oraz lekarzami różnych specjalności. Badaniami kierował John Ball z American College of
Physicians w Havre de Grace w Maryland.
Podstawowym wnioskiem z raportu jest stwierdzenie, że "ryzykowny wpływ na zdrowie
ludzkie długotrwałych misji kosmicznych poza ziemską orbitą stanowi na dzień dzisiejszy
największe wyzwanie w eksploracji dalekiej przestrzeni kosmicznej".
W przypadku dłuższych misji kosmicznych, takich jak podróż na Marsa, "niektóre z
zaobserwowanych dotąd fizjologicznych skutków krótszych pobytów w kosmosie, jak np.
utrata wapnia z kości, będą się pogłębiać" - przypomina Kenneth Shine z Instytutu
Medycyny.
Inna niewiadoma, to kwestia zdrowia psychicznego astronautów - w sytuacji, kiedy na
2
niewielkiej przestrzeni, z dala od Ziemi, przebywają ze sobą ludzie z różnych środowisk i
kultur.
Kolejnym problemem jest długość życia człowieka i jego wytrzymałość fizyczna.
Postęp w dziedzinie eksploracji kosmosu może przynieść rozwój robotów.
W tym opracowaniu chciałbym przedstawić nowe podejść NASA do tej kwestii.
Na początku zaprezentuję jednak napęd kosmiczny, który może otworzyć nowe możliwości i
urzeczywistnić marzenia o wielkich, odległych odkryciach.
3
1. Żagle słoneczne
Prawie 100 lat temu Johannes Keppler zaobserwował, że niezależnie od tego czy
kometa porusza się ku Słońcu, czy w kierunku przeciwnym, jej warkocz jest zawsze
skierowany od niego - światło wywiera ciśnienia odpychając go. Udowodnił to póz
niej, w
1901 roku, Piotr Lebiediew - umieścił lustra w pojemniku próżniowym na cienkich włóknach.
Einstein dostarczył podstaw teoretycznych - efekt fotoelektryczny.
Słoneczne żagle to statki kosmiczne pozbawione silników, używające promieni Słońca
do poruszania się w przestrzeni. Kiedy światło uderza w rozpostarty materiał, każdy foton
przenosi niewielką energię kinetyczną, przyspieszając żagiel w kierunku odwrotnym od
gwiazdy. Energia wydaje się niezwykle mała, lecz może rozpędzić statek do ogromnych
prędkości, gdyż w przestrzeni kosmicznej nie występuje zjawisko tarcia.
Potrzeba niezwykle wiele światła, by uzyskać odpowiednią siłę nacisku - na żagiel o pow. 1
km2 działa siła 10N, gdyby żagiel wykonano z plastiku cienkiego jak kartka papieru (0,1
mm)- 100 ton, rozpędza się w rok do 3,2 km/s. W przypadku 10 ton, 32 km/s - tam i z
powrotem na Marsa w jeden rok.
Zalety:
nie trzeba zasilania, technologia prosta, tania, elegancka, elastyczna,
wymaga tylko dobrej metody składania i rozkładania żagla,
Grubość żagla Przyspieszenie w Promień żagla Końcowa prędkość
(mikrometry) (m/s2) (km) (km/s)
0,3 0,006 220 95 (0,03%c)
0,1 0,018 234 212 (0,07%c)
0,01 0,18 2108 728 (0,26%c)
0,001 1,8 2343 2322 (0,77%c)
Mniej niż 0,001 mikrometra  trudne do wykonania, tyle miałaby warstwa o grubości jednego
atomu. Aby nie był przezroczysty - minimalnie 0,01 mikrometra,
Średnia gęstość 0,001 mikrometra - perforacja, jeżeli zrobimy otwory o średnicy mniejszej
niż 0,5 mikrometra (długość fali światła widzialnego), wtedy żagiel dalej odbija światło jak
niektóre typy anten odbijają fale radiowe, można rozpocząć misję bliżej Słońca, ale prędkość
4
wzrośnie tylko odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka odległości (9 razy bliżej - 3 razy
szybciej),
Istnieją plany wprowadzenia dodatkowego przyspieszenia za pomocą lasera dużej
mocy (Robert Forward, 1962).
Przykładowo statek o masie 1000 ton, z żaglem o promieniu 343 km i grubości 0,001
mikrometra oświetlamy laserem o jasności 5 razy większej niż ma światło słoneczne na
Ziemi.
Wynik:
przyspieszenie równe 9 m/s2, po 2 miesiącach 15% prędkości światła,
Potrzebny sprzęt: soczewki działa laserowego - średnicy 100 m (tylko 12 razy więcej niż
największy teleskop optyczny Kecka).
Prowadzone są intensywne prace nad żaglami słonecznymi. Wykorzystywane są do tego celu
komory symulacyjne, w których występują warunki zbliżone do tych w przestrzeni
kosmicznej.
Dwa słoneczne żaglowce zostały z powodzeniem wystrzelone i rozpostarte w
przestrzeni kosmicznej, zanim spłonęły po ponownym wejściu w ziemską atmosferę. Misja
prowadzona przez Japońską Agencję Eksploracji Przestrzeni Kosmicznej (JAXA) miała na
celu przetestowanie nowatorskich konstrukcji i udowodnienie, że są one w stanie rozwinąć się
po wystrzeleniu w kosmos.
Żagle zostały wystrzelone w małej rakiecie z Uchinoura Space Center w Kagoshimie,
Japonia. Po stu sekundach lotu, kiedy statek znajdował się na wysokości 122 kilometrów,
został uwolniony pierwszy żagiel. Rozwinął się on tworząc strukturę podobną do liścia
koniczyny, o przekątnej około dziesięciu metrów i pożeglował przez przestrzeń dopóki nie
dostał się z powrotem w ziemską atmosferę. Drugi żagiel wypuszczony został na wysokości
169 kilometrów i również z powodzeniem rozłożył się gotowy do lotu. Oba żagle w końcu
spłonęły w atmosferze a ich szczątki wylądowały w Pacyfiku.
Japoński eksperyment był podobny do rosyjskiego projektu zwanego Znamia, który
został zrealizowany ze Stacji Kosmicznej Mir w 1993 roku. Tym razem jednak
niewspółmiernie udoskonalono technikę składania żagla, co pozwoliło na wystrzelenie go w
kosmos w relatywnie niewielkiej rakiecie. Materiał, z którego wykonano żagiel jest dziesięć
razy cieńszy niż kartka papieru - jego grubość wynosi jedynie 7,5 mikrometra.
Prowadzone badania dowodzą, iż koncepcja ta powinna przynieść duży postęp w dziedzinie
lotów kosmicznych. Żagle słoneczne wykazują dużą sterowność, mogą krążyć wokół planet,
unosić się w bezruchu.
5
Rys.1.1. Komora próżniowa w NASA's Glenn Research Center
Rys.1.2 Komora próżniowa w NASA's Langley Research Center in Hampton
Na rys.1.1. i rys.1.2. przedstawione są komory testowe NASA po udanych próbach z żaglami
słonecznymi.
6
2. Pierwotne organizmy a koncepcja NASA
Ze względu na wspomniane we wstępie niedogodności poważne podróże kosmiczne
silnie aktualnie wiążą się z wysoko rozwiniętą techniką. Roboty mają całkowicie zastąpić
człowieka w tej roli. Zaawansowana robotyzacja kojarzona jest zwykle z robotami
człekokształtnymi, realizującymi od momentu skonstruowania skomplikowane czynności. Od
lat doskonali się takie urządzenia, jednak wciąż są one dalekie od oczekiwań, a koszty ich
produkcji wysokie.
Naprzeciw problemom wychodzi NASA, której koncepcja może w pierwszym
momencie zaskoczyć. Inżynierowe w tym przypadku dokładnie obserwują naturę, starają się
w pewnym sensie odtworzyć proces ewolucji, przelać część jej formy i osiągnięć na technikę.
Aktualnie pracują nad pojedynczą komórką, wzorując się w pewnym stopniu na amebie.
Stworzony przez nich robot ma się poruszać w podobny sposób-  przelewając się.
Rys.2.1. Ameba
7
Rys.2.2. Symulacja pojedynczej komórki robota opracowanego przez NASA
Rys.2.2 Przedstawia symulację komputerową robota, którego ruch jest wzorowany na
amebie. Ma on kształt piramidy, zapewnia ona stabilna postawę. Poszczególne boki tej
struktury mogą zmieniać swoje długości, dzięki czemu robot może się  przelewać .
Całkowicie zrezygnowano z zastosowania kół, uznano iż jest to technologia przestarzała,
mocno ograniczająca zdolności motoryczne robota. Dzięki zastosowanym rozwiązaniom
możliwe jest pokonywanie przeszkód dotychczas w zasadzenie nie do przezwyciężenia.
Wspinanie po pionowych wzniesieniach, przy wykorzystaniu nierówności terenu nie stanowi
problemu.
8
3. Planowany proces ewolucji
Innowacyjne potraktowanie tematu polega na chęci stworzenia komórek-
elementarnych części składowych, które łącząc się z innymi, identycznymi będą tworzyły
coraz bardziej złożone struktury. Proces ten ma być wzorowany na ewolucji. Komórki
powinny wykazywać się pewną autonomicznością w czasie tworzenia struktur.
Na początku proste kombinacje, przykładowe przedstawiona na rys.3.1. mają być zdolne do
wykonywania prostych zadań.
Rys.3.1. Różne formy  pierwotnych organizmów - robotów
Na drodze  ewolucji częściowo sterowanej przez człowieka, powinny utworzyć
bardziej złożona strukturę, na rys.3.2. przedstawiono larwę.
9
Rys.3.2. Kolejny stopień ewolucji- larwa
Po udoskonaleniu utworzonej postaci, powinien rozpocząć się proces tworzenia coraz
bardziej zaawansowanych kombinacji. Wszystko musi przebiegać stopniowo, co pozwoli
szybko wychwycić ewentualne błędy, eliminując wysokie koszty, na które można się narazić
tworząc od razu skomplikowaną maszynę.
Rys.3.3. Trzeci stopień ewolucji
10
Rys.3.4.  Organizm czworonożny
Rys.3.5. Robot człekokształtny- ostatni aktualnie przewidywany stopień ewolucji
11
Roboty człekokształtne przedstawione na rys.3.5. tworzone według przedstawionej tu
koncepcji, stanowią odległą przyszłością, poprzedzać je będą prostsze  twory czworonożne,
przykładowy przedstawiony jest na rys.3.4. Zakłada się, iż takie systematyczne rozwijanie
stopnia złożoności robotów, wzorowane na procesie ewolucji przyniesienia dalekosiężne
korzyści w postaci robotów w pełnie autonomicznych, mogących samodzielnie się rozwijać,
precyzyjnie dopracowanych.
4. Podstawowe założenia projektu
Omawiany w tym opracowaniu projekt NASA składa się z wielu części, wielu etapów.
Chciałbym omówić krótko pewne podstawowe elementy i koncepcje, z którymi jak się za
chwilę okaże możemy się spotkać w bliskiej przyszłości. Warto wiedzieć, o czym może być
mowa w dziedzinie eksploracji kosmosu.
Podstawową częścią składową każdego organizmu tworzonego według omawianej
koncepcji jest Tetrahedron, można przyjąć, iż jest to odpowiednik komórki zwierzęcej. Ma
kształt piramidy. Bardziej rozwinięte roboty są kombinacją Tetrahedronów.
Aktualnie prowadzone są intensywne prace nad ALM
(Autonomous Lunar Manual
Assistant). Projekt ten wiąże się z wykorzystaniem nowych rozwiązań jako części już
istniejących w trakcie testowej misji na Księżyc. Rys. 4.1. przedstawia przykład takiego
rozwiązania, wykorzystany tu został chwytach zbudowany z Tetrahedronów- TetArm,
przymocowany do już istniejącego i sprawdzonego pojazdu.
12
Rys.4.1. ALMA
W projekcie pojawia się określenie ANTS (Autonomous Nano-Technology Swarm)
niosące za sobą ważne założenie podboju nieznanych miejsc z wykorzystaniem kolonii,
prymitywnych (w sensie postrzegania z perspektywy ewolucji) robotów.
Siła jest wynikiem ANTS ma wynikać z liczebności, a nie z możliwości pojedynczego
ANTSa.
Rys.4.2. Hierarchiczna koncepcja kolonii robotów.
13
Rys.4.2 przedstawia schemat kolonii robotów. Ma ona strukturę hierarchiczną, występuje
jeden organizm nadrzędny, jest on przywódcą, pozostałe powinny być gotowe poświęcić
własne  życie dla niego. Podrzędne względem siebie mogą być również różne kolonie,
człowiek kontaktuje się jedynie z nadrzędnym organizmem, on przekazuje dalej dyspozycje.
W najbliższym czasie planuje się badanie Księżyca- projekt ALI (Autonomous Lunar
Investigator). Wez
mie w tym udział LARA (Lander Amorphous Rover Antenna). Robot ten
ma być również wykorzystany do eksploracji Marsa. Zbudowany będzie z wielu
Tetrahedronów. A
atwo zmienia kształt i przeznaczenie. Dzięki małym rozmiarom będzie
możliwe zbadanie wielu zakamarków, pobranie próbek z niedostępnych miejsc.
Na rys.4.3 przedstawiony jest w formie pełzającej, może również zmienić się w antenę, co
jest pokazane na rys.4.4 i przekazywać wyniki pomiarów na Ziemię.
Rys.4.3. Forma pełzająca robota
14
Rys.4.4. Robot przybiera kształt anteny
W dalszej przyszłości robot ten będzie wielozadaniowy w pełnym słowa tego
znaczeniu. Schemat typowej wyprawy będzie wyglądał następująco:
1. Opuszczenie atmosfery Ziemi w kapsule z napędem rakietowym
2. Utworzenie żagla słonecznego przez znaczne ilości Tetrahedronów
3. Dotarcie do planety przeznaczenia przy wykorzystaniu siły napędowej światła
4.  Zwinięcie żagla, opadanie na planetę docelową
5. Rozwiniecie się spadochronu, tworzonego również przez Tetrahedrony i łagodne opadanie
na powierzchnię badanej planety.
6. Przybranie odpowiedniego kształtu w zależności od ukształtowania terenu i narzuconego
celu.
Istotną kwestia jest możliwość naprawy uszkodzonych fragmentów robota poprzez
zastąpienie ich Tetrahedronami z innych, mniej istotnych miejsc. Oczywiście czynność ta
będzie wykonana w pełnie autonomicznie. Stwarza to na przykład możliwość naprawy żagla
słonecznego w locie, uszkodzonego przez  śmieci kosmiczne , które są bardzo dużym
zagrożeniem dla poruszającego się ze znaczną prędkością obiektu w przestrzeni kosmicznej.
Tego typu rozwiązania mogą sprawić, iż podróże ze znacznymi prędkościami staną się realne.
Kolejnym etapem rozwoju projektu jest PAM (Prospecting Asteroid Mission).
Koncepcja ta wiązana jest z badaniem asteroidów przy wykorzystaniu ANTS. W tym
przypadku naukowcy napotkają dużo trudności szczególnego rodzaju- jest to temat jeszcze
15
odległy. A
ączy się z nim jednak nadzieje na ciekawe odkrycia, z tego powodu już dziś dosyć
poważnie jest opracowywany.
5. Tetwalker
Powyższe opisy przedstawiały wiele kwestii, będących aktualnie w fazie
projektowania, często koncepcje te wydają się być z kategorii science fiction, wiele
zobrazowanych jest jedynie przy pomocy symulacji komputerowych. W tym punkcie
chciałbym skoncentrować się na postępach w realizacji praktycznej projektu.
Niestety, pewnie ze względu na wyścig technologii i pomysłów, na oficjalnej stronie NASA
brakuje szczegółowych opisów technicznych i fotografii najmłodszych  dzieci inżynierów.
Przedstawiony jest prototyp Tetwalkera. Zilustrowany jest on na rys.5.1. Skonstruowany jest
z teleskopowych tulejek, przy ich końcach zainstalowane są silniki, które mogą powodować
zmianę długości boków. Dzięki temu przenoszony jest środek ciężkości, przez co robot
porusza się na zasadzie  przelewania się . W czasie testów już zauważono, iż napęd powinien
zostać umieszczony w środku boków robota.
16
Rys.5.1. Model pojedynczej  komórki robota
Ważnym testem była próba w terenie przeprowadzona na Biegunie Polarnym
przedstawiona na rys. 5.2. Okazało się, iż robot spełnił oczekiwania konstruktorów. Aktualnie
Tetwalker sterowany jest zdalnie, w przyszłości oczywiście będzie odznaczał się dużą
autonomicznością.
17
Rys.5.2. Tetwalker na Biegunie Polarnym- testy
Robot ten może poruszać się z prędkością 10 km/dzień.
Zasilany jest z baterii litowo-polimerowych, trwają jednak intensywne prace nad zasilaniem
nuklearnym, rezygnuje się z energii słonecznej, aktualnie powszechnie wykorzystywanej w
kosmosie, by uniezależnić się od światła.
Docelowe Tetwalkery będą złożone z większej liczby Tetrahedronów. W zależności od liczby
 komórek są w skrócie nazywane: 4Tet, 12Tet &
Realizacja finalnych założeń wymaga postępu w wielu dziedzinach, szczególnie: NEMS
(nano-electro-mechanical-systems) i sztuczna inteligencja.
Konstrukcja ma być wykonana z materiałów na bazie węgla. Powinna zapewnić dużą
elastyczność, rozciągliwość i wytrzymałość. Dzięki tym właściwościom będzie można
umieścić w małej kapsule znaczną liczbę Tetwalkerów, a przy twardym lądowaniu nie
powinny ulec uszkodzeniu.
Już w fazie produkcji poszczególne elementy powinny wykazywać się dużą
autonomicznością poprzez aktywny udział w składaniu  organizmu .
Wraz z rozwojem programu zakłada się wysyłanie w kosmos całych grup kolonii w wiele
zakątków wszechświata.
Na stronie internetowej NASA dostępny jest program umożliwiający symulowanie ruchów
robota.
18
6.  System nerwowy robotów NASA
Bardzo ważną kwestią w projekcie jest układ sterowanie robota. Musi on zapewnić
autonomiczną pracę robota. Poszczególne  komórki muszą ze sobą poprawnie
współpracować. Im jego działanie jest bliższe do funkcjonowania ludzkiego mózgu, tym
lepiej. Tak jak w pozostałych blokach projektu, również tu staranie obserwowana jest
przyroda. Stawia to wielkie wyzwanie przed inżynierami, głównie przed automatykami,
elektronikami i informatykami.
System przedstawiony jest na rys.6.1, podzielony jest na dwa poziomy:
Poziom niższej inteligencji
Poziom wyższej inteligencji
Niższy odpowiada za wykonywanie decyzji podjętych przez wyższy poziom, koordynuje
ruchy, zapewnia ich optymalny charakter.
Wyższy poziom powinien być zdolny do rozwiązywania problemów. Umożliwia abstrakcyjne
myślenie.
19
Rys.6.1. Schemat  układu nerwowego
System składa się z bloków realizujących następujące funkcje:
Algorytmy ewolucyjne:
Algorytmy ewolucyjne są techniką przeszukiwania i optymalizacji, opartą na zasadach
przejętych z teorii ewolucji. Podczas rozwiązywania problemu nie gwarantują one znalezienia
optimum globalnego, jednak generalnie zapewniają znalezienie rozwiązania wystarczająco
dobrego w akceptowalnym przedziale czasu. Ta cecha determinuje zastosowanie tych
algorytmów dla problemów, których nie można rozwiązać przy pomocy technik
specjalizowanych.
Drogą ewolucji eliminowane są gorsze rozwiązania na korzyść lepszych, które w kolejnej
iteracji również zostają poddane weryfikacji.
Do prawidłowego działania nie jest potrzebna żadna szczegółowa wiedza o charakterze
problemu a jedynie - informacja o jakości rozwiązań. Zaletą algorytmów ewolucyjnych jest
duża uniwersalność. Dobrze są przystosowane do przeszukiwania wielowymiarowej, złożonej
20
przestrzeni rozwiązań a szczegółowa wiedza o problemie nie jest potrzebna.
Sztuczne sieci neuronowe:
Podstawą działania sieci są algorytmy uczące, umożliwiające zaprojektowanie odpowiedniej
struktury sieci i dobór jej parametrów, dopasowanych do problemu podlegającemu
rozwiązaniu. Stanowią uniwersalny układ aproksymujący, odwzorowujący wielowymiarowe
zbiory danych, mają zdolność uczenia się i adaptacji do zmieniających się warunków
środowiskowych, zdolność uogólniania nabytej wiedzy, stanowiąc pod tym względem system
sztucznej inteligencji.
Badania systemów nerwowych istot żywych nadal stanowią istotny czynnik postępu w tej
dziedzinie.
Istotnym elementem tego modelu jest sumowanie sygnałów wejściowych z odpowiednią
wagą i poddanie otrzymanej sumy działaniu nieliniowej funkcji aktywacji. W efekcie sygnał
wyjściowy neuronu yi jest określony w postaci:
przy czym xj (j=1, 2, ..., N) reprezentują sygnały wejściowe, a Wij - odpowiednie
współczynniki wagowe, zwane wagami synaptycznymi lub po prostu wagami. Przy dodatniej
wartości waga przekazuje sygnał pobudzający, przy ujemnej - gaszący.
Sztuczne sieci neuronowe biorą udział w percepcji oraz sztucznym postrzeganiu i
kształtowaniu świadomości.
Funkcje pełnione przez sieć można sklasyfikować w kilku podstawowych grupach:
aproksymacji, klasyfikacji i rozpoznawania wzorców, predykcji, sterowania oraz asocjacji.
Logika rozmyta:
W świecie wiele zjawisk jest bardzo nieprecyzyjnych, nieprecyzyjność ta może być związana
z kształtem, położeniem, kolorem, powierzchnią lub semantyką opisu. Nieprecyzyjność
polega na trudności dostatecznie dokładnego określenia wartości wszystkich występujących w
nim zmiennych. Taki rodzaj braku precyzji nazywany jest zwykle rozmyciem.
Zbiory rozmyte definiowane są przez funkcje przynależności.
21
Pojęcie zbioru rozmytego jest więc uogólnieniem pojęcia zbioru ostrego, polegającym na
dopuszczeniu, aby funkcja charakterystyczna (przynależności) zbioru przyjmowała obok
stanów krańcowych 0 i 1 również wartości pośrednie. Umożliwia to odejście od
arystotelesowskiego, binarnego widzenia świata.
W przeciwieństwie do zbiorów ostrych, stanowiących jedynie pewne przybliżeniem zjawisk
rzeczywistego świata, zbiory rozmyte modelują owe zjawiska wierniej i dokładniej.
Istnieje wiele konwencji opisu liczb rozmytych w zależności od kształtu funkcji
przynależności (rys.8).
Rys.6.2. Przykładowe kształty funkcji przynależności liczb rozmytych:
a) ogólna, b) trapezoidalna , c) trójkątna, d) symetryczna trójkątna.
Poszczególne bloki komunikują się między sobą obustronnie, mogą  sugerować 
własne rozwiązania innym blokom funkcyjnym wykorzystując pętle  samooceny .
Blok odpowiadający za motorykę posiada zaawansowane algorytmy wykorzystujące
nieliniową dynamikę.
Działanie ludzkiego umysłu nie daje się opisać przy pomocy żadnej ze znanych
reprezentacji wiedzy. W proces podejmowanie decyzji oparty jest na heurystyce.
Heurystyczny oznacza  służący odkryciu . Wiedza heurystyczna może doprowadzić do
rozwiązania, jakąś strategią czy regułą postępowania, ale nie gwarantuje sukcesu.
Wprowadzając nową wiedzę, system doradczy powinien ustalić, w jaki sposób będzie ona
używana, czy da się ją efektywnie wykorzystać.
22
7. Terminy realizacji
Śledząc rozwój projektu na stronie NASA mogą niektórych zaskoczyć daty opisujące
moment realizacji praktycznej przedsięwzięcia. Poważniejsze założenia są prezentowane
jedynie poprzez symulacje komputerowe, co jak już wspomniałem może się wiązać z troską o
trzymanie prymu w tej dziedzinie. Okazuje się jednak, iż omawiany wcześniej TetArm
wyruszy w kosmos w 2010.
Jak poważnie projekt jest traktowany i jak duże środki finansowe są na niego przeznaczone
może świadczyć fakt, iż 12TeTrahedral zostanie wysłany na Księżyc w okresie krótszym od
10 lat!
LARA będzie gotowa w ciągu 20 lat.
Najmniej mówi się o terminie badania asteroidów, stanowi to duże wyzwanie i konkrety
pojawią się po udanych wcześniej wspomnianych misjach.
Specjaliści twierdzą, iż wbrew pozorom przedstawiona tu koncepcja będzie dużo
tańsza od dotychczas realizowanych podczas eksploracji kosmosu. Wiąże się to z faktem, iż
uszkodzenie jednego elementu nie powinno doprowadzić do niepowodzenia misji, jak to ma
zwykle miejsce aktualnie. Dzięki temu szybki urzeczywistnienie tu przytoczonych planów
może być istotnie realne.
23
Podsumowanie
W pierwszym momencie wydaje się, że nigdy maszyna nie będzie mogła w pełni
naśladować człowieka. Jesteśmy istotami bardzo złożonymi, a specyficzne dla nas funkcje
psychiczne to: intelekt, wola i emocje - o czym mówił już Platon. Człowiek myśli, ma
potrzeby, może skierować swoje działania ku wyznaczonemu celowi, a także odczuwa;
potrafi kochać, bać się. A
atwo sobie wyobrazić urządzenie, które myśli na nasz wzór, które
rozwiązuje jakiś problem, ale czy można uwierzyć, że "coś" sztucznego może odczuwać
emocje, nie mówiąc już o uczuciach wyższych.
Jednak można odnieść wrażenie, że naukowcy z NASA podążają we właściwym
kierunku, by stworzyć coś więcej niż tylko maszynę. Analizując proces naturalnej ewolucji
starają się stworzyć twór niezwykle złożony.
Wykorzystując informacje na temat umysłu człowieka naukowcy próbują stworzyć umysł
sztuczny. Z pewnością nie będzie to umysł ludzki, może go jedynie naśladować, a w wielu
kwestiach przewyższać człowieka w szybkości i skuteczności działania. Nie jest to jednak
powód do zmartwienia, bowiem sztuczna inteligencja powinna pomóc człowiekowi, a nie
utrudniać jego funkcjonowanie.
Rozwój nauki obejmującej obszar robotyki kosmicznej prędzej, czy póz
niej przełoży
się na postęp w codziennym życiu.
Sztuczna inteligencja pomaga ludziom w podejmowaniu decyzji w wielu dziedzinach
życia. Człowiek podejmując decyzje, poddaje się emocjom, a komputer postępuje według
określonego algorytmu. Maszyna może okazać się lepsza w podejmowaniu takich decyzji,
gdzie trzeba postępować z tak zwaną "zimną krwią", czyli bez udziału emocji.
Wielu naukowców twierdzi, że program budowy robotów kierowanych
elektronicznymi komputerami nie doprowadzi do skonstruowania sztucznej, naprawdę
inteligentnej maszyny - to znaczy takiej, która rozumie, co robi i może wykorzystać to w
działaniu. Takie urządzenie mogłoby działać, gdyby w jego konstrukcji został wykorzystany
ten sam proces fizyczny, który stanowi podstawę istnienia ludzkiej świadomości. Ważne jest
by porzucić czysto algorytmiczny sposób podejmowania decyzji. Na obecnym etapie rozwoju
techniki nie jest to łatwe, jednak świat cały idzie z postępem. Może o wielu rozwiązaniach
skrywanych za murami tajnych laboratoriów jeszcze nie wiemy&
Dużym problemem jest to, aby przez cały czas zachować kontrolę nad maszyną, którą
chce się stworzyć, aby nie doprowadzić do zagłady ludzkości. Maszyna mająca władzę nad
24
człowiekiem może brzmieć trochę jak temat z filmu science fiction, ale nie można zapominać,
że często tematy filmów z przed kilku lat póz
niej stawały się rzeczywistością. Trzeba
pamietać, że to sztuczna inteligencja ma służyć nam, a nie my jej.
Powoli technika staje się tak złożona, że jedna osoba może nie być w stanie w łatwy
sposób opanować maszyny.
y
ródła:
http://www.nasa.gov
http://www.nasa.gov/vision/universe/roboticexplorers/index.html
http://ants.gsfc.nasa.gov/sitemap.html
http://www.cyberforum.edu.pl/teksty.php3?ITEM=44
http://www.nauka.gildia.pl/publicystyka/napedy_kosmiczne
25