美國瓦薩學(xué)院研究人員近日開展了一系列實驗，讓機器人利用類似交配的行為交換遺傳物質(zhì)，繁殖出10代“子孫”，并通過各種任務(wù)評估其后代身體素質(zhì)的變化情況。

研究人員稱，這一研究首次證明發(fā)育因素在機器人的進化過程中扮演著與在生物系統(tǒng)中相同的作用。這與達爾文進化論有著異曲同工之妙，表明我們更好地理解了進化與發(fā)育間的相互作用對上述系統(tǒng)所做的貢獻。

在機器人繁殖10代子孫的過程中，只要根據(jù)新遺傳信息改變其接線方式，便可改變基因組的外在表達。研究人員通過機器人在任務(wù)中的表現(xiàn)評估其“身體素質(zhì)”，并與模擬結(jié)果進行比較。

在此次研究中，科學(xué)家首次納入了后天因素對機器人進化的影響。實驗中，機器人需完成兩項任務(wù)：聚集光線和躲避障礙。此外，研究人員還采用隨機“交配”算法，讓機器人互相交換“遺傳物質(zhì)”。這些“基因”由二進制碼構(gòu)成，決定了機器人硬件的接線方式。

在機器人“繁殖”10代“子孫”的過程中，只要根據(jù)新遺傳信息改變其接線方式，便可改變基因組的外在表達。研究人員通過機器人在任務(wù)中的表現(xiàn)評估其“身體素質(zhì)”，并與模擬結(jié)果進行比較。

雖然可進化機器人問世以來已有時日，但據(jù)研究人員稱，這是后天遺傳因素首次被納入考察范圍。“對于機器人學(xué)家而言，要想實現(xiàn)機器人的進化與發(fā)育，挑戰(zhàn)在于要將時間的三個層級和各自包含的過程融入到機器人系統(tǒng)中，即表現(xiàn)、發(fā)育和進化。”

杰克·布拉沃和亞倫·希爾指出，“由于機器人的搭建與進化過程十分復(fù)雜，實現(xiàn)機器人進化實在是個不小的挑戰(zhàn)。為實現(xiàn)這一目標，我們在本次研究中首先創(chuàng)建了一套能夠?qū)M化與發(fā)育過程的相互作用進行系統(tǒng)性評估的機器人系統(tǒng)?！?/p>

根據(jù)實驗設(shè)置，即使是“身體素質(zhì)”較差的機器人也能進行“繁殖”，實驗可一直進行下去，直到所有機器人喪失活動能力為止。

雖然這些機器人并不一定進化出了更出色的光線捕捉能力，但研究人員發(fā)現(xiàn)，納入了后天因素的機器人的進化方式的確與其它機器人不同?！靶枰⒁獾氖?，我們的研究目標并不是展示適應(yīng)性進化理論，而是為了驗證后天因素能夠改變機器人的進化機制這一假說。而結(jié)果的確說明，后天因素在機器人進化中扮演著重要作用?！?/p>