【ロボットAI最新情報】 アシモフのロボット工学3原則をモデル化!【人工知能論文】

(Featured AI and healthcare) Modeling of Asimov’s three laws of robotics! (Publication)

G. A. Kaminka, R. Spokoini-Stern, Y. Amir, N. Agmon and I. Bachelet, “Molecular Robots Obeying Asimov’s Three Laws of Robotics”. Artificial Life, 23(3), 343-350 (2017). [DOI: 10.1162/ARTL_a_00235]

3つの要点

✔️分子ロボットをテーマにした。

✔️アシモフの原則に従うようにロボットを設計することに成功した。

✔️アシモフの物語「堂々巡り」の主なシナリオにロボットが従うように設計することに成功した。

概説

アイザック・アシモフ(1920〜1992年)達の著書において形作られたアシモフのロボット工学三原則(図1)は、架空の自律ロボットが人間社会に入り込むための条件として従う必要がある重要な行動規範を定義している。

ロボットにおけるこれらの原則の一般的な実施は広く非実用的であると考えられているが、限られた範囲において例証され、ロボットおよび知的システムにおける安全性および自律性の側面についての科学的議論を促すのに役に立つことが証明されている。
本研究では、アシモフの原則を用いてDNA折り紙から作製した分子ロボットにおけるこれらの概念を調べた。

我々は大きな集団における個々のロボット同士の相互作用を利用して、アシモフの原則の適切な範囲に従うようにロボットを設計することに成功した。(図2, 3)
そして架空のロボットがアシモフの原則に従っているのにトラブルに陥るアシモフの物語「堂々巡り」の主なシナリオを模倣することさえするようにした。(図4)

我々の発見はロボットを、ロボット同士の相互作用に基づいて分子スケールで理解すれば、抽象的で複雑な概念をコード化し分子スケールで実行できることを示す。

アシモフのロボット工学3原則
L1: ロボットは人間に危害を与えたり、何もしないことで人間に危害を与えたりすることはありません。

L2: ロボットは、L1と矛盾しない限り人間の命令に従わなければなりません。

L3: L1またはL2と矛盾しない限り、ロボットは自身の存在を守る必要があります。

図1 アシモフのロボット三原則による推論のフローチャート。
図2 (a)L1ロボットとL2ロボットにより構成されるNOTゲートの構造。L1ロボットはmiR-16(分子の損害を表す指標)を感知すると活性化され、L2ロボットを止める成分を発生する。(b)NOTゲートのいずれかの状態におけるロボットの模式図およびそれに対応する代表的なTEM像。(c)miR-16の存在下(赤)および非存在下(黒)におけるL2ロボット出力のフローサイトメトリー分析。(d)L1によるL2制限の厳しさのvDSDシミュレーション。(e)vDSDシミュレーションの実験的検証(FL4-Aが標的蛍光; stringはstringent(厳重な)を意味する。interはintermediate(中間)を意味する。permはpermissive(寛大な)を意味するグラフの色は(d)の色に対応)。
図3 アシモフのロボットの3原則に従ったL1-L2-L3システム。
(a) L1:L2比を検知してL1およびL2が機能するための物理プラットフォームを提供するL3に統合されたL1-L2論理NOTゲートの概略図。
(b) システム設計に従って互いに取り付けられたL2およびL3ロボットの概略および対応する代表的なTEM画像。
(c)  種々のL1:L2比でのL3状態(標的マイクロ粒子上の蛍光シグナルによる測定)の実験的検証。10:1の比で反応を示した。
(d) L2ロボットは誤ったL1:L2比において活性ではなく、L2とL3の標的ミクロ粒子の相関二重染色(それぞれFL3、FL1チャンネル)により示されるように、適切な比でL3ロボットに取り付けられていることの実験的確認。R=1およびR=10はL1:L2比を示す。
(e) システムの3状態での標的マイクロ粒子のフローサイトメトリー分析。誤ったL1:L2比(R=1、青)、miR-16なしで適切なL1:L2比(R=10、−miR、黒)、miR-16ありで適切なL1:L2比(R=10、+miR、赤)。
図4 L1-L2-L3システムを用いた「堂々巡り」というシナリオの実験的再現。活性L2ロボットに由来する標的マイクロ粒子上の蛍光シグナルを示すリアルタイムフローサイトメトリー分析。このグラフは、「堂々巡り」の3つの段階を表しています。まず、L2が定義された仕事を実行します。次に、L3による制限が歪んだL1:L2比(実験的に、1本目のマーカーラインの時にL3ゲート接合部成分を加える)によって生じます。それによって、L2の活性平衡は低くなります。最後に、損傷が誘発され(実験的に、miR-16を2番目のマーカーラインの時に加えて)、L1ロボットの活動によってL2はほぼベースラインの平衡に至る(L1による上書き)。このサンプルでは、実験時間は約24分である。

著者

Gal A. Kaminka (Bar Ilan University)

Rachel Spokoini-Stern (Augmanity)

Yaniv Amir (Augmanity)

Noa Agmon (Bar Ilan University)

Ido Bachelet (Augmanity)

出版情報

Published: 8 August 2017

© 2017 by the Massachusetts Institute of Technology. Published under a Creative Commons Attribution 3.0
Unported (CC BY 3.0) license.

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