Znanstveniki uporabljajo teorijo igre za iskanje in uničevanje nevarnih odpadkov v prostoru

Vesoljski odpadki se še naprej kopičijo v orbiti Zemlje. Trenutno je več kot pol milijona kosov smeti več kot en centimeter, ki hitreje okoli Zemlje na več kot 22.000 milj na uro. Vsak od teh delov ima potencial, da poškoduje ali celo uniči satelite in ostala oprema, ki jo uporabljajo narodi in podjetja, da bi zagotovili znanost in storitve ljudem na tleh. To je velik problem, ki ga nobena vlada ali podjetje ne želi rešiti sama.

Ustvarjalni reševalci problemov so postavili nešteto strategij, veliko smešnih, za obravnavo vesoljskega junk, ki ogroža naše instrumente in vesoljska plovila: Obstaja celo načrt za ustvarjanje orbitalnih harpun in pobudo za laserje. Vendar pa imajo raziskovalci na Univerzi v Liverpoolu nekoliko manj sprožilni pristop. Njihov načrt je ublažiti in popraviti orbitalne odpadke z uporabo matematike, posebej teorije iger.

Teorija iger je proces uporabe matematičnega modeliranja za reševanje specifičnega problema ali sklopa problemov. Veliko tega se nanaša na razumevanje, kako oceniti verjetnost in tveganje v okviru odločitev. Medtem ko se teorija iger uporablja predvsem za razlago ekonomije in politike, se izkaže za koristno, kadar se logika usmerja k reševanju.

Ustrezna ideja teorije iger v tem primeru je »tragedija skupnega blaga«, stavek, ki ste ga verjetno slišali v razpravah o javni politiki. Zamisel je, da kadar se različne skupine ali posamezniki zanašajo na isti vir, jih pogosto ne vodijo usklajeno in pride do poslabšanja.

To je v bistvu bistvo problema, ki ga povzročajo orbitalni odpadki. Zemeljska orbita je bistveno področje, ki ga uporabljajo industrija in vlade po svetu. Vendar bi vsakdo raje, da druga organizacija ukrepa, zato jim ni treba plačati. Seveda, če vsi tako mislijo in obravnavajo orbitalne odpadke kot igro piščanca, nihče ne bo ukrepal. Ker se problem poslabšuje, se poveča verjetnost, da bodo ti drobci poškodovali druge predmete - kot tudi verjetnost, da posledično uničenje ustvarja več ostankov. Skupni stroški se povečajo za vsem.

Vnesite računalniškega znanstvenika Karla Tuylsa in njegovo ekipo na Univerzi v Liverpoolu. Skupina, ki jo podpira Evropska vesoljska agencija, poskuša ugotoviti, kakšne bodo optimalne vrste prizadevanj za odstranitev agencij in vlad po svetu pri reševanju vesoljskih odpadkov. Tuyls upa, da bo kompleksno matematično modeliranje pomagalo pokazati, kako lahko različni subjekti igrajo sorazmerno vlogo pri odpravljanju proizvodnje novih ruševin in vlaganju v pametno tehnologijo, ki lahko dejansko prispeva k zmanjšanju količine tega odpadka. Želijo organizirati skupne prebivalce, da bi rešili skupne dobrine.

Ekipa Liverpoola izkorišča dejstvo, da tehnologija omogoča veliko lažje uporabiti teorijo iger na široko paleto situacij. Skupina v bistvu gradi različne avtomatizirane računalniške programe, ki delujejo kot pooblastila za različne vlade in podjetja, ki želijo videti varno zemeljsko orbito. Ti programi so lahko oblikovani tako, da prevzamejo lastnosti, ki bolje posnemajo bolj iracionalne vidike človekovega odločanja.

"To nam bo omogočilo, da bomo bolje razumeli, kako bi lahko delovale različne strategije odstranjevanja odpadkov, in ugotovili, katere so najboljše za različne akterje," je pred kratkim napisal Tuyls Pogovor. »Na primer, vsak igralec bi se lahko zavezal, da bo vsako leto odstranil en kos odpadkov, ali število kosov, sorazmerno s številom novih satelitov, ki jih je igralec začel. Teorija iger nam lahko v bistvu pove, ali lahko pričakujemo, da bodo takšne strategije posledica interakcije med zainteresiranimi stranmi.

Tuyls upa, da bo končni rezultat tistim "igralcem" dal informacije, ki jih potrebujejo, da se združijo v skupino in končno sprejmejo ukrepe, da bi se izognili tragediji. Ali to vključuje metanje široke mreže, ki bo preprosto zajemala vse razbitine, ki obkrožajo planet v toku elektrike, ali nekaj, kar je malo bolj skromno, je treba še videti.