Vitenskapsmenn bruker spillteori til å søke og ødelegge farlig romglass

Romspor fortsetter å pile opp i jordens bane. Det er for tiden mer enn en halv million stykker søppel større enn en centimeter fart rundt jorden på mer enn 22.000 miles per time. Hvert av disse stykkene har potensial til å skade eller ødelegge satellitter og det andre utstyret nasjoner og bedrifter bruker til å gi vitenskap og tjenester til folk tilbake på bakken. Det er et stort problem og en som ingen myndighet eller firma ønsker å løse alene.

Kreative problemløsere har slått utallige strategier, mange latterlige, for å håndtere rombruken som truer våre instrumenter og romfartøy: Det er enda en plan for å skape orbital harpuner og et lasersatsning. Men forskere ved University of Liverpool har en litt mindre utløser-glad tilnærming. Deres plan er å redusere og rette opp orbitalrusk ved hjelp av matematikk, spesifikt spillteori.

Spillteori er prosessen med å bruke matematisk modellering for å løse et bestemt problem eller et sett av problemer. Mye av dette har å gjøre med å forstå hvordan man vurderer sannsynlighet og risiko i forbindelse med beslutninger. Mens spillteori hovedsakelig brukes til å forklare økonomi og politikk, er det nyttig når logikken kjører mot oppløsning.

Den relevante spilletteoriideen i dette tilfellet er «Tragediens tragedie», en setning du har sannsynligvis hørt i offentlig politisk diskusjon. Tanken er at når ulike grupper eller enkeltpersoner stole på den samme ressursen, klarer de seg ofte ikke i konsert og forverring skjer.

Det er i utgangspunktet det viktigste i problemet som er forbundet med orbitalavfall. Jordens bane er et viktig område som industri og regjeringer rundt om i verden bruker. Men alle foretrekker at en annen organisasjon tar tiltak, så de trenger ikke å betale regningen. Selvfølgelig, hvis alle tenker som dette og behandler orbitalrull som et kyllingspill, vil ingen få tiltak. Da problemet forverres, vil sannsynligheten for at disse ruskfragmentene skader andre gjenstander stige - og det er sannsynligheten for at den påfølgende ødeleggelsen skaper mer rusk. De totale kostnadene stiger for alle.

Skriv inn datatekniker Karl Tuyls og hans team ved University of Liverpool. Støttet av European Space Agency, ser gruppen på å bestemme hva de optimale typene av fjerningsarbeid fra byråer og regjeringer over hele verden ville være i å håndtere romrister. Tuyls håper at komplekse matematiske modellering vil bidra til å demonstrere hvordan ulike enheter kan hver spille en proporsjonal rolle i å eliminere produksjonen av nye rusk samt investere i smart teknologi som faktisk kan fungere for å redusere mengden av det søppel ned. De ønsker å organisere commoners for å redde commons.

Liverpool-teamet utnytter det faktum at teknologien gjør det mye lettere å bruke spillteori til et bredt spekter av situasjoner. Teamet bygger i hovedsak forskjellige automatiserte dataprogrammer for å fungere som proxy for ulike regjeringer og bedrifter som har en innsats i å se en trygg jordbane. Disse programmene kan utformes for å ta på seg egenskaper som bedre etterligner de mer irrasjonelle aspektene ved menneskelig beslutningsprosess.

"Dette vil da gjøre det mulig for oss å bedre forstå hvordan forskjellige metoder for fjerning av avfall kan fungere og bestemme de beste for ulike spillere å ta," skrev Tuyls nylig i et stykke for Samtalen. "For eksempel kan hver spiller forplikte seg til å fjerne et stykke søppel hvert år, eller et antall stykker i forhold til antall nye satellitter spilleren starter. Spillteori kan i utgangspunktet fortelle oss om vi kan forvente at slike strategier kommer til følge av det selvinteresserte samspillet mellom de involverte partene."

Tuyls håper sluttresultatet vil gi de 'spillerne' den informasjonen de trenger for å komme sammen som en gruppe og til slutt ta tiltak for å opphøre tragedien. Enten dette innebærer å kaste et bredt nett som bare vil fange opp alle ruskene, rundt planeten i en strøm av elektrisitet, eller noe litt mer beskjedne gjenstander å se.