Znanstvenici koriste teoriju igre za traženje i uništavanje opasnog otpada u svemiru

Svemirski ostaci nastavljaju se nagomilati u orbiti Zemlje. Trenutno ima više od pola milijuna komada smeća veće od jednog centimetra kako bi ubrzalo oko Zemlje na više od 22.000 milja na sat. Svaki od tih dijelova ima potencijal da ošteti ili čak uništi satelite i ostalu opremu koju nacije i tvrtke koriste za pružanje znanosti i usluga ljudima na terenu. To je veliki problem i onaj koji niti jedna vlada ili tvrtka ne želi sama riješiti.

Kreativni rješavatelji problema postavili su bezbrojne strategije, mnoge smiješne, za rješavanje svemirskog otpada koji prijete našim instrumentima i svemirskim letjelicama: Postoji čak i plan za stvaranje orbitalnih harpuna i inicijativa za lasere. No, istraživači sa Sveučilišta u Liverpoolu imaju nešto manje pristup koji je sretan za okidanje. Njihov plan je ublažiti i popraviti orbitalne ostatke pomoću matematike, posebno teorije igara.

Teorija igara je proces korištenja matematičkog modeliranja za rješavanje određenog problema ili skupa problema. Veći dio toga odnosi se na razumijevanje kako procijeniti vjerojatnost i rizik u kontekstu odluka. Dok se teorija igara uglavnom koristi za objašnjenje ekonomije i politike, ona se pokazala korisnom kad god se logika kreće prema rješavanju.

Relevantna ideja teorije igara u ovom konkretnom slučaju je "tragedija zajedničkih dobara", fraza koju ste vjerojatno čuli u raspravi o javnoj politici. Ideja je da, kada se različite skupine ili pojedinci oslanjaju na isti resurs, oni često ne upravljaju njime zajedno i dolazi do pogoršanja.

To je u biti srž problema koje postavljaju orbitalni ostaci. Zemljina orbita je bitna oblast koju industrija i vlade širom svijeta koriste. Ali svatko bi više volio da neka druga organizacija poduzme mjere, tako da ne moraju plaćati račun. Naravno, ako svi tako misle i tretiraju orbitalne ostatke kao pileća igra, nitko neće poduzeti ništa. Kako se problem pogoršava, povećava se vjerojatnost da će ti fragmenti krhotina oštetiti druge objekte - kao i vjerojatnost da nastalo uništenje stvara više krhotina. Ukupni troškovi rastu za svatko.

Unesite računalnog znanstvenika Karla Tuylsa i njegov tim na Sveučilištu u Liverpoolu. Podržana od strane Europske svemirske agencije, skupina nastoji odrediti koji su optimalni tipovi napora za uklanjanje od strane agencija i vlada diljem svijeta u rješavanju svemirskog otpada. Tuyls se nada da će složeno matematičko modeliranje pomoći da se pokaže kako različiti entiteti mogu imati proporcionalnu ulogu u eliminiranju proizvodnje novih krhotina, kao i ulaganja u pametnu tehnologiju koja zapravo može raditi na smanjenju količine tog otpada. Žele organizirati pučane kako bi spasili zajednička dobra.

Tim Liverpoola iskorištava činjenicu da tehnologija to čini mnogo lakše je primijeniti teoriju igara na širok raspon situacija. Tim suštinski gradi različite automatizirane računalne programe da djeluju kao zamjenici za različite vlade i tvrtke koje imaju interes u vidu sigurne Zemljine orbite. Ti programi mogu biti osmišljeni tako da preuzimaju osobine koje bolje oponašaju iracionalnije aspekte ljudskog odlučivanja.

"To će nam onda omogućiti da bolje razumijemo kako različite strategije uklanjanja otpada mogu djelovati i odrediti najbolje za različite igrače", napisao je Tuyls nedavno u djelu za Razgovor, Na primjer, svaki igrač može se obvezati da će ukloniti jedan komad krhotina svake godine, ili broj komada razmjerno broju novih satelita koje igrač pokreće. Teorija igara u osnovi nam može reći može li se očekivati ​​da takve strategije proizlaze iz interakcije između zainteresiranih strana.

Tuyls se nada da će krajnji rezultat dati onima "igračima" informacije koje su im potrebne kako bi se okupili kao grupa i konačno poduzeli mjere kako bi izbjegli tragediju. Da li to uključuje bacanje široke mreže koja će jednostavno uhvatiti sve ostatke, koji okružuju planet u struji struje, ili nešto malo skromnije, ostaje da se vidi.