evoluția

Multă vreme s-a crezut că numai oamenii pot minți. Odată cu dezvoltarea științei, totuși, mincinoșii au fost găsiți și în lumea animalelor. Acum este rândul roboților. Oamenii de știință au „crescut” 500 de generații de mașini, iar în etapele finale ale evoluției, roboții au început să le mintă profesional camarazilor lor pentru a obține mai multă „mâncare”. În modelarea evoluției roboților, cercetătorii au luat în considerare toate detaliile, inclusiv cele mai interesante - reproducerea sexuală. Cum au învățat oamenii de știință roboții să mintă, scrie site-ul Lenta.ru.

Autorii studiului, care va fi publicat în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, studiază evoluția. La mulți oameni, acest termen evocă asocieri cu bulionul primar și faimoasa (și în același timp falsă) expresie „omul a venit din maimuță”. De fapt, tot ceea ce există poate evolua. Primul autor al dezvoltării - Sarah Mitri - se ocupă de evoluția comunicării. Specialitatea Lauren Keller este biologia evoluției și, în special, evoluția relațiilor sociale la furnici. Dario Floreano modelează evoluția roboților. În noul studiu, cei trei oameni de știință și-au unit forțele pentru a clarifica modul în care evoluția va schimba comportamentul roboților, capabili să comunice între ei și obligați să concureze pentru „hrană”.

Evoluția arenei

O celulă socială separată a societății robot create de cercetători a fost un grup de o duzină de mașini. Aspectul lor nu seamănă cu apariția roboților din filmele de science fiction. Fiecare robot era o platformă plană atașată la două lanțuri de omizi. Detectoarele au fost instalate lângă lanțuri, care au determinat culoarea suprafeței. Fiecare robot era înconjurat de o panglică care putea străluci în albastru. În partea de sus a platformei era o cameră care putea capta acea lumină.

Spațiul de locuit al roboților era limitat la un spațiu mic - o arenă, la un capăt al căreia se afla „mâncarea” (o secțiune a podelei delimitată de un cerc luminos) și la cealaltă - „otravă” (o parte din suprafață marcată de un cerc întunecat). Mașinile au fost programate să rămână în jurul mâncării cât mai mult timp posibil. Roboții au determinat ce se afla în fața lor cu ajutorul detectoarelor, apropiindu-se de sursa „hranei” sau „otravă”. În același timp, nu mai mult de opt roboți ar putea sta în același timp lângă „mâncare”.

Succesul lor evolutiv a fost evaluat pe baza cantității de timp petrecut pe „hrană” și „otravă”. Mașinile au primit câte un punct pentru fiecare unitate de timp petrecut pe „mâncare” și au fost private de un punct pentru un anumit număr de secunde lângă „otravă”. În timpul experimentului, roboții au învățat treptat să piardă mai puțin timp căutând sursa de hrană. Fiecare generație de roboți avea o viață de 1.200 de unități de timp. După expirarea acestei perioade, cercetătorii au selectat doi dintre cei zece roboți care au avut cele mai multe puncte.

Cei norocoși au avut ocazia să producă descendenți. În acest stadiu de dezvoltare, tehnicienii nu pot traversa roboți. Pentru a imita reproducerea sexuală, cercetătorii au făcut modificări la „genomul” mașinilor care le controlează „sistemul nervos”. Fiecare robot avea 11 „neuroni” de intrare conectați la trei ieșiri prin 33 de „sinapse”. Semnificația sau „severitatea” semnalului care trece prin fiecare dintre „sinapse” a fost diferită. Roboții au dat răspunsuri diferite (viteza de rotație a lanțurilor de omizi sau includerea luminii albastre) în funcție de magnitudinea totală a semnalului provenit din toate cele 33 de sinapse. „Greutatea” fiecărei „sinapse” codifică una dintre „gene”. În consecință, în genomul roboților erau 33 de gene.

În timpul reproducerii sexuale a ființelor vii, genomul tatălui și al mamei se amestecă. În plus, mutațiile care apar în procesul de amestecare trebuie să apară în genele descendenților. Pentru a crea noi generații de roboți, autorii dezvoltării au ales „mama” și „tatăl” aleatoriu dintre mașinile cu cel mai mare succes în viața lor. „Genele” părinților („greutatea” individuală a „sinapselor”) au fost amestecate, iar mutațiile (modificări ale „greutății”) au fost introduse în ele cu o anumită frecvență. Noua generație de roboți a intrat, de asemenea, în arenă, iar procesul de selecție naturală s-a repetat. În ambele serii de experimente, autorii au „crescut” 500 de generații de roboți. Fiecare generație care a urmat a căutat „mâncare” puțin mai eficient decât precedenta.

Concurență și diversitate

Experimentul nu ar fi atât de interesant dacă roboții ar lupta pentru „mâncare” independent unul de celălalt. La ființele vii, chiar și în cele mai primitive, o astfel de situație nu există. Toate organismele concurează între ele, extragând unele informații din comunicarea lor. Uneori, un organism trimite un semnal către altul în mod intenționat, iar uneori acest lucru se întâmplă accidental. În acest caz, transmiterea informațiilor este prezentă în ambele cazuri.

În societatea robotică, singurul mijloc de transmitere a semnalului între mașini era lumina albastră emisă de banda care le înconjura. Pe măsură ce mașinile și-au perfecționat obiceiurile de căutare a alimentelor, alături erau mai mulți roboți decât în ​​generațiile anterioare. În consecință, intensitatea luminii albastre din jurul sursei de „alimente” a crescut.

Roboții și-au dat seama rapid că lumina albastră probabil înseamnă „mâncare” și au dezvoltat un reflex pentru a se deplasa spre ea. Acest comportament a condus la o concurență mai mare pentru sursa de „hrană”. A ajuns la punctul în care roboții au început să se respingă reciproc din cercul de lumină prețuit. Era evident că ascunderea semnalului albastru va crește șansele ca fiecare robot să se regăsească lângă „mâncare”. În a doua serie de experimente, oamenii de știință au oferit roboților capacitatea de a controla lumina benzilor.

Rezultatul a depășit toate așteptările. A zecea generație de roboți a început să le mintă prietenii. A 52-a generație a inclus panglica mult mai rar atunci când era aproape de „mâncare” decât atunci când era aproape de „otravă”. În consecință, informativitatea semnalului în cea de-a 52-a generație a scăzut brusc.
Această schimbare era de așteptat. În mod neașteptat, nu a scăzut la zero. Toți roboții, până la a 500-a generație, au inclus uneori banda, situată în apropierea sursei de „hrană”. Prin urmare, o serie de generații și-au păstrat reflexul pentru a se deplasa spre lumina albastră.

Acest rezultat paradoxal poate fi explicat după cum urmează. Informativitatea în scădere a luminii albastre a făcut ca roboții să răspundă mai puțin la semnal. În generațiile ulterioare, includerea barei de lângă „mâncare” era mai puțin probabil să ducă la câțiva concurenți care se repedeau către robotul neglijent. Acest lucru însemna că robotul putea înscrie maximum de puncte și putea produce descendenți, chiar dacă nu întotdeauna îi mintea pe ceilalți.

Moliciunea selecției naturale a dus la apariția mai multor tipuri de mașini cu un comportament radical diferit în societatea robotului de către a 500-a generație. Majoritatea (61,5 la sută) dintre ei nu au inclus niciodată caseta dacă a existat „mâncare” în apropiere. 11,2 la sută dintre roboți ar fi aprins probabil lumina albastră lângă „mâncare”. Probabilitatea ca celelalte mașini să înceapă să se aprindă era între 0 și 100%.

Apariția mai multor tipuri de genomi în populație este o consecință a așa-numitelor. deviere genetică. Acest proces are loc atunci când o persoană cu un anumit set de gene primește accidental ocazia de a crea descendenți și de a-și răspândi genele în populație. Deriva genetică duce la o diversitate genetică mai mare în condiții în care presiunea selecției nu este foarte puternică. În plus, capacitatea de a lăsa urmași apare la indivizii cu genotipuri diferite. Sub o presiune puternică, doar organismele care posedă un anumit set de calități reușesc să se reproducă.

Cum sunt asimilate vicii

Pe parcursul lucrărilor lor, autorii au tras mai multe concluzii. În primul rând, ea a arătat că comunicarea dintre indivizi și transmiterea informațiilor sunt factori importanți în dezvoltarea unei strategii comportamentale. În al doilea rând, cercetătorii au reafirmat că lupta pentru resurse nu duce la dispariția completă a semnalelor informaționale, chiar și atunci când acestea pot dăuna persoanelor care transmit semnalul. În al treilea rând, munca oamenilor de știință s-a dovedit a fi o dovadă clară a capacității roboților de a modela procesele evolutive ale sistemelor vii.

Adversarii teoriei evoluției folosesc adesea ca argument imposibilitatea verificării tezelor sale experimental. Cu ajutorul sistemelor robotizate, procesele evolutive pot fi „accelerate” de multe ori și un număr mare de indivizi pot fi implicați în ele. Roboții permit evoluționiștilor să studieze diferite aspecte ale trecutului organismelor vii și să prezică modul în care acestea vor evolua în viitor.