तार बदलते ही स्वभाव बदल गया: ब्राइटेनबर्ग वाहन

मेज़ पर टॉर्च की रोशनी डालते ही एक खिलौना रोबोट हड़बड़ाकर रोशनी से दूर भागता है, जबकि दूसरा सीधे रोशनी की ओर दौड़ पड़ता है। क्या आप मानेंगे कि दोनों रोबोटों के पुर्ज़े बिल्कुल एक जैसे हैं और फ़र्क़ सिर्फ़ इतना है कि दो तार किस दिशा में लगाए गए हैं? एक तंत्रिका वैज्ञानिक ने मन ही मन किए गए प्रयोगों से ऐसी सरल मशीनें सोचीं, जिन्हें ‘ब्राइटेनबर्ग वाहन (Braitenberg Vehicles)’ कहा जाता है।

आसान शब्दों में, ब्राइटेनबर्ग वाहन का अर्थ है ‘ऐसे काल्पनिक छोटे रोबोट जिनके सेंसर तारों से सीधे पहियों से जुड़े होते हैं और जो केवल जुड़ाव के तरीक़े से डर, आक्रामकता या प्रेम जैसा व्यवहार दिखाते हैं’। इन्हें इटली में जन्मे तंत्रिका वैज्ञानिक और साइबरनेटिक्स विशेषज्ञ Valentino Braitenberg ने 1984 में MIT प्रेस से प्रकाशित अपनी पुस्तक Vehicles: Experiments in Synthetic Psychology में पहली बार प्रस्तुत किया।

इस लेख में हम क्रम से देखेंगे कि ब्राइटेनबर्ग वाहन किस पृष्ठभूमि में बने, चित्र के ज़रिए चार वाहन और मुख्य शब्द, रोबोटिक्स और शिक्षा में इनका उपयोग, और इस प्रयोग से मिले विचार व इसकी सीमाएँ।

दो तारों से बना स्वभाव: ब्राइटेनबर्ग वाहन

1. ब्राइटेनबर्ग वाहन किस पृष्ठभूमि में बने

Braitenberg का जन्म 1926 में इटली के बोल्ज़ानो में हुआ था। 1968 में उन्होंने जर्मनी के ट्यूबिंगन में मैक्स प्लांक इंस्टीट्यूट फ़ॉर बायोलॉजिकल साइबरनेटिक्स की सह-स्थापना की और 1994 में सेवानिवृत्ति तक इसके सह-निदेशक रहे। जीवन भर मस्तिष्क के तंत्रिका जुड़ावों पर शोध करने वाले Braitenberg ने सुझाव दिया कि जटिल मस्तिष्क को सीधे चीरने के बजाय, बहुत सरल मशीनें एक-एक करके जोड़ी जाएँ और सोचा जाए कि व्यवहार कैसे पैदा होता है।

(1) मन में बनाया गया प्रयोग
पुस्तक के वाहन किसी कारख़ाने में बनी मशीनें नहीं, बल्कि विचार प्रयोग हैं। पाठक काग़ज़ पर सेंसर और मोटर जोड़ते हैं, कल्पना करते हैं कि मशीन कैसे चलेगी, और क़दम-दर-क़दम आगे बढ़ते हैं।

(2) सबसे सरल वाहन 1
पहले वाहन में एक सेंसर एक पहिये को घुमाता है। सेंसर जितना ज़्यादा तापमान या प्रकाश महसूस करता है, वाहन उतना तेज़ चलता है, इसलिए वह गर्म जगहों से जल्दी निकल जाता है और ठंडी जगहों पर धीमा हो जाता है, मानो उसे ठंड पसंद हो। अगर फ़र्श का घर्षण असमान हो तो उसका रास्ता इधर-उधर डगमगाता है, और देखने वाले को उसमें जीवित प्राणी जैसी बेचैनी तक महसूस होती है।

(3) धीरे-धीरे जटिल होते 14 प्रकार
पुस्तक ऐसे वाहनों को कुल 14 प्रकारों तक ले जाती है। शुरुआती वाहन प्रकाश के पीछे जाने या उससे बचने जैसी सरल प्रतिक्रियाएँ दिखाते हैं, और आगे के वाहन स्मृति, अवधारणा और सोच जैसे अधिक जटिल मानसिक कार्यों की नक़ल करने वाली संरचनाओं की कल्पना करते हैं।

2. चित्र में चार वाहन और मुख्य शब्द

वाहन 2 और वाहन 3 का ढाँचा एक जैसा है, जिसमें आगे दो सेंसर और पीछे दो पहिये लगे हैं। फ़र्क़ सिर्फ़ दो बातों में है: तार उसी ओर के पहिये से जुड़ा है या क्रॉस करके दूसरी ओर के पहिये से, और प्रकाश तेज़ होने पर पहिया तेज़ घूमता है या धीमा।

• एक ही ओर जुड़ाव (Ipsilateral Connection): ऐसी वायरिंग जिसमें बायाँ सेंसर बाएँ पहिये को और दायाँ सेंसर दाएँ पहिये को चलाता है।
• क्रॉस जुड़ाव (Contralateral Connection): तारों को आपस में क्रॉस करके ऐसी वायरिंग जिसमें बायाँ सेंसर दाएँ पहिये को और दायाँ सेंसर बाएँ पहिये को चलाता है।
• उत्तेजक जुड़ाव (Excitatory Connection): ऐसा जुड़ाव जिसमें उद्दीपन जितना तेज़ हो, पहिया उतना तेज़ घूमता है।
• निरोधक जुड़ाव (Inhibitory Connection): ऐसा जुड़ाव जिसमें उद्दीपन जितना तेज़ हो, पहिया उतना धीमा घूमता है।

(1) डरपोक वाहन 2a
एक ही ओर और उत्तेजक जुड़ाव वाले वाहन में रोशनी के पास वाला पहिया तेज़ घूमता है, इसलिए वाहन रोशनी से उलटी दिशा में मुड़ जाता है। रोशनी से भागने के कारण इसका नाम ‘डर (Fear)’ रखा गया।

(2) हमलावर वाहन 2b
तारों को क्रॉस करके जोड़ने पर रोशनी से दूर वाला पहिया तेज़ हो जाता है, वाहन रोशनी की ओर मुड़ता है, पास आते-आते और तेज़ होता है और आख़िर में प्रकाश स्रोत से टकरा जाता है। इसलिए इसे ‘आक्रामकता (Aggression)’ कहा जाता है।

(3) प्रेमी और खोजी 3a और 3b
उसी वायरिंग को निरोधक बना दें तो वाहन प्रकाश स्रोत के पास पहुँचते-पहुँचते धीमा हो जाता है। एक ही ओर जुड़ाव वाला 3a रोशनी की ओर मुँह करके उसके पास रुक जाता है, इसलिए उसे ‘प्रेम (Love)’ कहते हैं, जबकि क्रॉस जुड़ाव वाला 3b रोशनी की ओर पीठ करके रुकता है और फिर किसी तेज़ उद्दीपन की तलाश में चल पड़ता है, इसलिए उसे ‘खोजी (Explorer)’ कहते हैं।

3. रोबोटिक्स और शिक्षा में उपयोग

ब्राइटेनबर्ग वाहन विचार प्रयोग के रूप में शुरू हुए, पर पुर्ज़े सरल होने के कारण इन्हें असली रोबोट में बदलना आसान था। सिर्फ़ दो प्रकाश सेंसर और दो मोटर चाहिए, इसलिए लंबे समय से ये प्रयोगशालाओं और कक्षाओं में पहले व्यावहारिक अभ्यास के रूप में इस्तेमाल होते आए हैं।

(1) प्रतिक्रियाशील रोबोट की शुरुआत
नक़्शा बनाए या योजना बनाए बिना सेंसर के मान पर तुरंत प्रतिक्रिया देने का यह तरीक़ा सरल व्यवहारों को परत-दर-परत जोड़ने वाली सबसम्प्शन संरचना (Subsumption Architecture) जैसे व्यवहार-आधारित रोबोटिक्स के विचार से मिलता-जुलता है।

(2) एनालॉग सर्किट रोबोट
माइक्रोकंट्रोलर के बिना सिर्फ़ ट्रांज़िस्टर और सेंसर से रोशनी के पीछे चलने वाले BEAM रोबोट जैसे एनालॉग रोबोट भी अक्सर यही वायरिंग अपनाते हैं। कोई प्रोग्राम न होने पर भी सर्किट ख़ुद व्यवहार पैदा कर देता है।

(3) कोडिंग शिक्षा और सिम्युलेटर
शैक्षिक रोबोट किट और कंप्यूटर सिम्युलेटर में विद्यार्थी एक तार बदलकर ख़ुद देखते हैं कि व्यवहार कैसे बदलता है। बाएँ सेंसर का मान दाईं मोटर को देने वाली कोड की एक पंक्ति असल में क्रॉस जुड़ाव ही है।

4. ब्राइटेनबर्ग वाहनों से मिले विचार और सीमाएँ

इन वाहनों को देखने वाले लोग अक्सर कहते हैं कि वह डर गया, ग़ुस्सा हो गया या उसे प्यार हो गया। लेकिन वाहन के अंदर न कोई भावना है, न कोई लक्ष्य, बस कुछ तार हैं। Braitenberg ने इसी अंतर से व्यवहार को समझने की एक अहम सीख निकाली।

(1) चढ़ाई पर विश्लेषण, ढलान पर आविष्कार
पुस्तक में ‘चढ़ाई पर विश्लेषण और ढलान पर आविष्कार का नियम (Law of Uphill Analysis and Downhill Invention)’ का विचार आता है। केवल बाहरी व्यवहार देखकर भीतरी संरचना समझना चढ़ाई जितना कठिन है, पर ख़ुद एक सरल संरचना बनाकर चौंकाने वाला व्यवहार ढलान की तरह आसानी से पाया जा सकता है।

(2) देखने वाले का दिया हुआ मन
डर या प्रेम जैसे नाम वाहनों ने नहीं, बल्कि उन्हें देखने वाले लोगों ने दिए हैं। इससे पता चलता है कि इंसान सरल हलचल में भी इरादे और भावनाएँ पढ़ने का आदी होता है।

(3) सरलता की सीमा
सेंसर और पहियों को सीधे जोड़ने वाला तरीक़ा ढेर सारी बाधाओं या बदलते लक्ष्यों वाले वास्तविक माहौल में रास्ते की योजना नहीं बना सकता। इसलिए आज के रोबोट इस प्रतिक्रियाशील परत के ऊपर नक़्शा बनाने और मार्ग नियोजन जैसे कार्य जोड़कर दोनों का साथ-साथ उपयोग करते हैं।

आख़िरकार ब्राइटेनबर्ग वाहन यह दिखाते हैं कि जटिल दिखने वाला व्यवहार ज़रूरी नहीं कि किसी जटिल दिमाग़ से ही आए। एक तार की दिशा स्वभाव बदल सकती है, यह सरल विचार ही ब्राइटेनबर्ग वाहनों को समझने की पहली सीढ़ी है।