Zinātnieki izmanto spēļu teoriju, lai meklētu un iznīcinātu bīstamos kosmosa atkritumus

Kosmosa atkritumi turpina augt Zemes orbītā. Pašlaik ir vairāk nekā pusmiljons gabalu, kas ir lielāki par vienu centimetru ātrumā pa Zemi vairāk nekā 22 000 jūdzes stundā. Katram no šiem gabaliem ir potenciāls, lai sabojātu vai pat iznīcinātu satelītus un citas aprīkojuma valstis un uzņēmumus, lai sniegtu zinātnei un pakalpojumiem cilvēkiem uz zemes. Tā ir liela problēma, un neviena valdība vai uzņēmums nevēlas to atrisināt atsevišķi.

Radoši problēmu risinātāji ir sagādājuši neskaitāmas stratēģijas, daudzas smieklīgas, lai risinātu kosmosa junku, kas apdraud mūsu instrumentus un kosmosa kuģus. Ir pat plāns izveidot orbitālos harpūnus un lāzeru iniciatīvu. Bet Liverpūles universitātes pētniekiem ir nedaudz mazāk izaicinoša pieeja. Viņu plāns ir mazināt un novērst orbitālos atkritumus, izmantojot matemātiku, īpaši spēļu teoriju.

Spēļu teorija ir matemātiskās modelēšanas process, lai atrisinātu konkrētu problēmu vai problēmu kopumu. Liela daļa no tā ir saistīta ar izpratni par to, kā novērtēt varbūtību un risku lēmumu kontekstā. Lai gan spēles teorija galvenokārt tiek izmantota, lai izskaidrotu ekonomiku un politiku, tas izrādās noderīgi, kad loģika virzās uz izšķirtspēju.

Attiecīgā spēle teorijas ideja šajā konkrētajā gadījumā ir “kopienu traģēdija”, frāze, kuru jūs, iespējams, dzirdējāt sabiedriskās politikas diskusijās. Ideja ir tāda, ka tad, ja atšķirīgas grupas vai indivīdi paļaujas uz to pašu resursu, viņi bieži vien to nepārvalda saskaņoti un pasliktinās.

Būtībā tā ir orbitālo gruvešu radītās problēmas būtība. Zemes orbītā ir būtiska joma, ko izmanto rūpniecība un valdības visā pasaulē. Bet ikviens vēlētos, lai cita organizācija rīkotos, tāpēc viņiem nav jāmaksā rēķins. Protams, ja ikviens domā par to un izturas pret orbitālām atliekām kā vistas spēle, neviens to nedarīs. Tā kā problēma pasliktinās, palielinās iespējamība, ka šie gruvešu fragmenti var sabojāt citus objektus, kā arī iespējamība, ka sekojošā iznīcināšana rada vairāk atkritumu. Kopējās izmaksas pieaug visi.

Ievadiet datorzinātnieku Karl Tuyls un viņa komandu Liverpūles Universitātē. Atbalstot Eiropas Kosmosa aģentūru, grupa cenšas noteikt, kādas optimālās izraidīšanas darbības no aģentūrām un valdībām visā pasaulē būtu, risinot kosmosa atkritumus. Tuyls cer, ka sarežģītā matemātiskā modelēšana palīdzēs parādīt, kā dažādas vienības var uzņemties proporcionālu lomu, palīdzot novērst jaunu būvgružu ražošanu, kā arī ieguldīt viedās tehnoloģijās, kas faktiski var samazināt šī nevēlamā daudzuma daudzumu. Viņi vēlas organizēt ierēdņus, lai glābtu komūnas.

Liverpūles komanda izmanto to, ka tehnoloģija to padara daudz vieglāk piemērot spēļu teoriju visdažādākajās situācijās. Komanda būtībā veido dažādas automatizētas datorprogrammas, lai darbotos kā pilnvaras dažādām valdībām un uzņēmumiem, kuriem ir ieguldījums drošas Zemes orbītas redzēšanā. Šīs programmas var veidot, lai ņemtu vērā iezīmes, kas labāk imitē cilvēka lēmumu pieņemšanas neracionālākos aspektus.

"Tas ļaus mums labāk saprast, kā dažādas strupu noņemšanas stratēģijas varētu darboties, un noteikt, kādas ir labākās iespējas dažādiem spēlētājiem," Tuyls nesen rakstīja gabalā Saruna. “Piemēram, katrs spēlētājs varētu apņemties katru gadu noņemt vienu gabalu no gruvešiem, vai arī vairākus gabalus, kas ir proporcionāli jauno satelītu skaitam, ko spēlētājs uzsāk. Spēļu teorija var būt pamatā par to, vai mēs varam sagaidīt, ka šādas stratēģijas izriet no iesaistīto pušu pašpietiekamas mijiedarbības. ”

Tuyls cer, ka gala rezultāts sniegs tiem “spēlētājiem” nepieciešamo informāciju, lai viņi varētu apvienoties grupā un beidzot rīkoties, lai izvairītos no traģēdijas. Neatkarīgi no tā, vai tas ietver plašu tīklu, kas vienkārši sagūstīs visus netīrumus, kas ap planētu atrodas elektrības strāvā, vai kaut kas nedaudz pieticīgāks.