Een blokje is een ei

Vandaag in Ware Wetenschap: Guszti Eiben en Berend Weel (VU) zoeken het beste robotei. Kleine robotjes leren bewegen en meer, door te evolueren.

De robotjes, die samen een spinachtig beest hebben gevormd Beeld Guszti Eiben

Het is leven, maar niet zoals we het kennen: aan de Vrije Universiteit Amsterdam werken hoogleraar Guszti Eiben en promovendus Berend Weel aan nieuwe levensvormen. Eiben en Weel zijn geen biologen, in hun werkkamers in Amsterdam Buitenveldert vind je geen petrischaaltjes, maar computers. Aan de VU werken zij aan evolutionaire robotica, robots die kunnen evolueren.

Slimme robots door evolutie
In plaats van gedragsregels te programmeren, beginnen Eiben en Weel met 'domme' robots, die door mutatie, kruising en survival of the fittest steeds verder ontwikkeld raken. Het idee is dat zelflerende robots beter kunnen opereren in complexe omgevingen, zoals een huishouden. Typische vragen zijn: worden deze robots uiteindelijk slimmer dan handgeprogrammeerde soortgenoten? Gaat de evolutie snel genoeg? Klinkt futuristisch, maar Eiben en Weel vinden dit toch een beetje achterhaald. Evolutionaire robotica bestaat immers al ruim tien jaar. Zij willen iets wat nog niemand is gelukt: niet alleen de breinen, maar ook de lichamen van de robots evolueren.

Eiben en Weel beginnen hun evolutie met 'eencelligen': kubusvormige, kleine robots die zich kunnen vastklampen aan soortgenoten om zo een 'organisme' te vormen: een multirobotorganisme. Hun ontwikkeling volgt de 'levensdriehoek' die natuurlijke organismen ook kennen: geboorte, opgroeien en leven.

Zie het voor je, zegt Eiben: een kubusrobot die ergens ligt te wachten, kun je zien als een ei. Andere robots, die al geleerd hebben te lopen, komen voorbij en kunnen hun 'erfelijk materiaal' doorgeven aan het ei. Als het ei voldoende dna verzameld heeft, kan het andere robots aan zich binden om zo een organisme te vormen. Het resultaat is een nieuw multirobotlichaam. Op basis van het geërfde brein zal het organisme proberen te gaan lopen. Áls dat gebeurt, tenminste. Want veel organismen zullen een verkeerde vorm hebben, of het verkeerde brein. Die sterven uit. Organismen die niet lopen, kunnen geen eieren vinden om hun genetisch materiaal aan over te dragen. Net als in het echt.

Computers voor snelheid
Of een situatie levensvatbaar wordt, hangt dus af van veel variabelen die eigenlijk de natuurwetten regelen, zegt Eiben. Hoe lang moet een ei wachten voordat het besluit dat er genoeg dna is verzameld? Past het ontwikkelde brein bij de vorm van het lichaam? Hoe lang blijft een organisme in leven? Gewoon een stel blokkenrobots bij elkaar zetten en kijken wat er gebeurt, zou een eeuwigheid vergen. Om te kijken welke variabelen leiden tot kansrijk leven, worden daarom computersimulaties gebruikt. Dat gebeurt op de Apple van Weel - 'Big Mac', met 12 cores en 28 gigabyte geheugen. Big Mac spuwde na weken rekenen tientallen grafieken uit die de levenskansen van de verschillende soorten robots tonen in verschillende situaties. Sommige tonen een populatie die snel uitsterft, andere laten juist overbevolking zien.

Slechts nu en dan ontstaat een mooie balans tussen eieren, opgroeiende robots en volwassen exemplaren. 'We zoeken een stabiele situatie van waaruit we kunnen verder werken', zegt Eiben. En dan? Dan gaat het verder in de praktijk, met echte robotorganismen, gebaseerd op blokvormige cellen. Zo ver is het nog niet. Voorlopig bestaat het robotleven slechts in de virtuele wereld. Maar dat is al fascinerend genoeg, vinden de onderzoekers. 'Het is alsof je draait aan de knoppen van de evolutie.'

Volgende week: bètameisjes en permafrost

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 de Persgroep Nederland B.V. - alle rechten voorbehouden