علم روبوتات نمائي

علم الروبوتات النمائي (DevRob)، والذي يُطلق عليه في بعض الأحيان علم الروبوتات الوراثي اللاجيني، هو منهجية تستخدم أفكارًا مستعارة من النماء العصبي وعلم النفس التنموي لتطوير عقل الروبوتات المستقلة.^[1]^[2]^[3] ويتم التركيز على الروبوتات الأحادية أو المتعددة من خلال مراحل النمو العقلي المستقل (AMD). ويدرس الباحثون في هذا المجال المشاعر الاصطناعية والدوافع الذاتية وغيرها من أساليب التنظيم الذاتي. ويسمى البرنامج الذي يُحاكي وظائف المجين لتطوير القدرات العقلية للروبوت بالبرنامج التنموي.

وهو يختلف عن التعليم الآلي التقليدي، ومن الخصائص الرئيسة لعلم الروبوتات النمائي:

عدم تحديد المهمة: حيث يصعب على الجينوم التنبؤ بالمهام التي سيتعلمها ويؤديها الطفل في حياته، يعتمد البرنامج التنموي على الجسد (النوع) ولكن ليس له مهمة محددة.
الانفتاح البيئي: فنتيجة لعدم تحديد المهمة، فيجب على «النمو العقلي المستقل» التعامل مع البيئات غير المعروفة والمطلقة، بما في ذلك البيئات الإنسانية المختلفة.
أجهزة الاستشعار الأولية: ينبغي على «النمو العقلي المستقل» التعامل مباشرة مع الإشارات الأولية المستمرة من أجهزة الاستشعار (على سبيل المثال، الرؤية والسمع واللمس)، حيث تتطلب المهام المختلفة معلومات مختلفة من أجهزة الاستشعار. وتحتوي الإشارات الأولية وحدها على كل ذلك.
المعالجة المباشرة: ففي كل لحظة حالية، فما سيشعر به الجهاز بعد ذلك يعتمد على ما يفعله الجهاز الآن.
المعالجة الإضافية: يجب استخدام المهارات المكتسبة للمساعدة في اكتساب مهارات جديدة، كأحد أشكال التآزر. حيث يتطلب هذا معالجة إضافية.

يرتبط علم الروبوتات التنموية بـعلم الروبوتات التطورية (ER)، ولكنه يختلف عنه في كثير من الأوجه. ويستخدم علم الروبوتات التطورية الروبوتات التي تتطور بمرور الوقت، في حين يهتم علم الروبوتات التنموية بكيفية تنظيم نظام تحكم الروبوت الفردي الذي يتطور من خلال التجربة، مع مرور الوقت.

ويتعلق علم الروبوتات النمائي كذلك بالأعمال المنجزة في مجالات الروبوتات والحياة الاصطناعية.

نبذة تاريخية

تُعتبر طريقة كريسبترون Cresceptron (المؤتمر الدولي حول رؤية الحاسوب عام 1992، المجلة الدولية للرؤية الحاسوب عام 1997 هي أول طريقة تعليمية تنموية نُشرت للكشف والتعرف على المقصد العام في خلفية الطبيعة المعقدة بناءً على دراسة معالجة الصور الرقمية. وتُقسم هذه الطريقة أيضًا الهدف المستكشَف من الخلفية الطبيعية المعقدة. وتقوم تفاعلات الإنسان الآلي من خلال الأطراف الحسية والحركية بتعليم طريقة كريسكيبترون، في حين يُعد التنظيم الذاتي الداخلي مستقلاً تمامًا.

تولى منتدى أصحاب المصالح الوطنية (NSF)/ وكالة مشاريع البحوث للدفاع المتقدم (DARPA) تمويل ورشة عمل في التطوير والتعليم والتي عُقدت في الفترة من 5-7 أبريل 2000 في جامعة ولاية ميشيغان. وكان هذا هو أول لقاء دولي مخصص للفهم الحسابي للنمو العقلي بواسطة الروبوتات والحيوانات. واستخدم المصطلح «بواسطة» حيث تميز الوكلاء بنشاط كبير أثناء عمليات التنمية.

وتم شرح فكرة علم الروبوتات النمائي في وينغ (Weng) ومناطق أخرى. النمو العقلي المستقل بواسطة الروبوتات والحيوانات. Science 291:599-600, 2001. وكانت نقطة التميز الرئيسة هو مفهوم عدم تحديد المهمة لنوع جديد من البرنامج: برنامج التنمية (DP). حيث يُحاكي «برنامج التنمية» الوظائف التنموية «للجينوم».

وقد عُرضت أولى الدورات لمن هم دون التخرج في علم الروبوتات النمائي في كلية برين ماور (Bryn Mawr College) وكلية سوارثمور (Swarthmore College) في ربيع عام 2003 من قبل دوغلاس بلانك (Douglas Blank) وليزا ميدن (Lisa Meeden)، على التوالي.

وعُرضت أول دورة للمتخرجين في علم الروبوتات النمائي في جامعة ولاية أيوا بواسطة الكسندر ستويتشيف (Alexander Stoytchev) في خريف عام 2005.

الدوريات الرئيسة

معاملات جمعية مهندسي الكهرباء والإلكترونيات في النمو العقلي المستقل: http://www.ieee-cis.org/pubs/tamd/
النشرة الإخبارية للنمو العقلي المستقل: http://www.cse.msu.edu/amdtc/amdnl/

المؤتمرات الرئيسة

المؤتمر الدولي للتنمية والتعليم: http://www.cogsci.ucsd.edu/~triesch/icdl/
علم الروبوتات الوراثي اللاجيني: http://www.epigenetic-robotics.org/
المؤتمر الدولي للتنمية والتعليم- الروبوتات: http://www.icdl-epirob.org/ (انضم الاثنان المذكوران آنفًا منذ عام 2011)
علم الروبوتات النمائي: http://cs.brynmawr.edu/DevRob05/

مراجع

^ Asada، M.؛ Hosoda، K.؛ Kuniyoshi، Y.؛ Ishiguro، H.؛ Inui، T.؛ Yoshikawa، Y.؛ Ogino، M.؛ Yoshida، C. (2009). "Cognitive developmental robotics: a survey". IEEE Transactions on Autonomous Mental Development. ج. 1 ع. 1: 12–34. DOI:10.1109/tamd.2009.2021702. مؤرشف من http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fiel5%2F4563672%2F5038478%2F04895715.pdf%3Farnumber%3D4895715 الأصل في 2014-08-10. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من قيمة |مسار= (مساعدة)
^ Oudeyer، P-Y. (2010). "On the impact of robotics in behavioral and cognitive sciences: from insect navigation to human cognitive development" (PDF). IEEE Transactions on Autonomous Mental Development. ج. 2 ع. 1: 2–16. DOI:10.1109/tamd.2009.2039057. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2018-10-03.
^ Müller، G. B. (2007). "Evo-devo: extending the evolutionary synthesis". Nature Reviews Genetics. ج. 8: 943–949. DOI:10.1038/nrg2219. PMID:17984972. مؤرشف من الأصل في 2015-02-09.

وصلات خارجية

Academic institutions and researchers in the field

FeelixGrowing Project: A European-funded project to study socio-emotional development in robots, humans, and non-human primates. See also its Wikipedia entry
جامعة ولاية ميشيغان -- Embodied Intelligence Lab
Sony Computer Science Laboratory, Paris, France
INRIA FLOWERS team, France: Exploration, interaction and learning in developmental robotics
University of Tokyo—Intelligent Systems and Informatics Lab
Cognitive Robotics Lab of Juergen Schmidhuber at IDSIA and Technical University of Munich
LIRA-Lab, University of Genova, Italy
The University of Texas at Austin, UTCS Intelligent Robotics Lab
RobotCub Project: A 5 years European founded project to study cognition with a robot like a two years old child
Bryn Mawr College's Developmental Robotics Project: research projects by faculty and students at Swarthmore and Bryn Mawr Colleges, Philadelphia, PA, USA
Jean Project: Information Sciences Institute of the University of Southern California
Cognitive Robotics (including Hide and Seek) at the Naval Research Laboratory
The Laboratory for Perceptual Robotics, University of Massachusetts Amherst Amherst, USA
Centre for Robotics and Neural Systems, Plymouth University Plymouth, United Kingdom

مدونات ووصلات أخرى

The Mental Development Repository: http://www.mentaldev.org
Developing Intelligence: http://develintel.blogspot.com
Developmental Robotics: http://developmentalrobotics.org : general information about developmental robotics