Вчені використовують теорію ігор для пошуку і знищення небезпечного космічного сміття

Космічний сміття продовжує накопичуватися на орбіті Землі. В даний час більше півмільйона штук сміття перевищує один сантиметр, що обертається навколо Землі на більш ніж 22 000 миль на годину. Кожна з цих частин має потенціал пошкодити або навіть знищити супутники, а інше обладнання та нації та компанії використовують для забезпечення науки та послуг людям на землі. Це велика проблема, яку жоден уряд чи компанія не хоче вирішувати окремо.

Творчі вирішувачі проблем розбили безліч стратегій, багато смішних, для боротьби з космічним сміттям, що загрожує нашим інструментам і космічним апаратам. Існує навіть план створення орбітальних гарпунів і ініціативи лазерів. Але дослідники з Університету Ліверпуля мають трохи менш сприятливий підхід. Їхній план полягає в пом'якшенні та усуненні орбітального сміття з використанням математики, зокрема теорії ігор.

Теорія ігор - це процес використання математичного моделювання для вирішення конкретної проблеми або набору проблем. Багато чого з цього пов'язане з розумінням того, як оцінювати ймовірність і ризик в контексті рішень. Хоча теорія ігор переважно використовується для пояснення економіки та політики, вона виявляється корисною, коли логіка рухається до вирішення.

Відповідна ідея теорії ігор у цьому конкретному випадку є “трагедією спільноти”, фразою, яку ви, мабуть, почули під час обговорення державної політики. Ідея полягає в тому, що коли різні групи або окремі особи покладаються на один і той же ресурс, вони часто не справляються з ним узгоджено, і виникає погіршення.

Це, по суті, суть проблеми, що виникає внаслідок орбітального сміття. Орбіта Землі є важливою областю, яку використовують промисловість та уряди всього світу. Але кожен бажає, щоб інша організація вживала заходів, щоб їм не доводилося платити за рахунок. Звичайно, якщо всі так думають і ставляться до орбітального сміття, як до гри курки, ніхто не вживатиме заходів. Оскільки проблема погіршується, ймовірність того, що ці фрагменти сміття пошкодять інші об'єкти, зростає - як і ймовірність того, що наступне руйнування створює більше сміття. Загальні витрати зростають кожен.

Введіть комп'ютерного вченого Карла Туйлса і його команду в Ліверпульському університеті. Підтримувана Європейським космічним агентством, група дивиться на те, які оптимальні типи зусиль з усунення з боку агентств і урядів у всьому світі матимуть справу з космічним сміттям. Tuyls сподівається, що складне математичне моделювання допоможе продемонструвати, як різні суб'єкти можуть кожен грати пропорційну роль, допомагаючи виключити виробництво нових сміття, а також інвестувати в розумні технології, які можуть реально працювати в напрямку зменшення кількості цього сміття. Вони хочуть організувати міщан, щоб врятувати їх.

Команда «Ліверпуль» користується тим фактом, що технологія робить це багато легше застосовувати теорію ігор до широкого кола ситуацій. Команда, по суті, будує різні автоматизовані комп'ютерні програми, щоб діяти як проксі для різних урядів і підприємств, які зацікавлені в тому, щоб побачити безпечну орбіту Землі. Ці програми можуть бути розроблені з урахуванням особливостей, які краще імітують більш ірраціональні аспекти прийняття людських рішень.

"Це дозволить нам краще зрозуміти, як можуть працювати різні стратегії видалення сміття і визначити найкращі для різних гравців", - нещодавно писав Tuyls Розмова. Наприклад, кожен гравець може взяти на себе зобов'язання видаляти один шматок сміття щороку, або кількість штук, пропорційна кількості нових супутників, які запускає гравець. Теорія ігор може в основному сказати нам, чи ми можемо очікувати, що такі стратегії виникнуть в результаті взаємодії між зацікавленими сторонами.

Туйлс сподівається, що кінцевий результат дасть тій «інформації», яку їм потрібно, щоб вони об'єдналися в групу і, нарешті, вжили заходів, щоб обійти трагедію. Чи означає це викинути широку мережу, яка просто захопить усі уламки, що оточують планету в струмі електрики, або щось трохи скромніше.