Robotika.lt

Robotų evoliucija. Robotų panaudojimas evoliucijos studijoms

Robotika.lt birželio 16, 2014 Robotai mokslui Robotai pramogai
Nauja Okinavos Mokslo ir Technologijos instituto Neuroninės Kompiuterijos padalinio studija atskleidė robotų naudą, tiriant evoliucijos procesus. Tyrimas publikuotas PLOS ONE žurnale. Publikacijos autorius Stefanas Elfwingas, tyrėjas iš profesoriaus Kenji Doya skyriaus, sėkmingai panaudojo graužikų tipo robotus , stebėdamas skirtingų dauginimosi strategijų evoliucionavimą. Tyrimas ne tik davė įdomius rezultatus, bet ir įrodė, jog robotai gali būti naudojami evoliucijos studijoms.

Skirtingų rūšių atstovų patinai ir patelės pasižymi skirtingomis partnerių paieškos ir pritraukimo strategijomis. Evoliucijos teorija kelia prielaidą, jog populiacijos viduje turėtų egzistuoti tik vienas išsiskiriantis fenotipas, šiuo atveju poravimosi strategija. Taip yra, nes natūralioji atranka nulemia, jog išlieka tik geriausia strategija. Tačiau gamtoje mes matome polimorfiškas dauginimosi strategijas, o tai reiškia, jog populiacijos viduje yra daugiau nei vienas dauginimosi būdas. Kaip evoliucionavo šios skirtingos strategijos vis dar diskutuojama tarp evoliucijos biologų.

Studijuoti tokių veiklų evoliuciją gyvosiose sudėtingųjų organizmų populiacijose ypač sunku. Pasitelkęs robotus ir kompiuterines simuliacijas Dr. Elfwingas geba per trumpą laiką stebėti evoliucijos procesus daugiau nei 1000-yje generacijų, o tai būtų neįmanoma pasitelkiant gyvūnus. Būtent todėl, kai kurie mokslininkai atsigręžė į robotus, studijuodami evoliuciją ir siekdami suvokti, kaip skirtingos elgsenos strategijos vystosi toje pačioje populiacijoje.

Dr. Elfwingas užprogramavo mažą koloniją Cyber Rodent (liet. „kiber graužikų“) robotų, turinčių du ratukus, kamerą, užfiksuojančią baterijas ant kitų robotų, elektrodinius „dantis“ , gebančius „siurbti“ energiją iš kito roboto baterijos ir infraraudonųjų spindulių jungtį „poravimuisi“, kuri skirta perkopijuoti savo „genus“ ar esminius programinius parametrus. Robotai gali vykdyti du pagrindinius veiksmus: ieškoti baterijos ir ieškoti partnerio poravimuisi. Eksperimentai buvo vykdomi kompiuterinėje simuliacijoje, siekiant išanalizuoti evoliucijos procesus daugiau nei 1000-yje generacijų kiekviename eksperimente. Situacijoje, kada buvo matoma ir baterija, ir kito roboto uodega, išsiskyrė du pagrindiniai poravimosi strategijų fenotipai: pirmas, „rijiko“ fenotipas, kurį naudojantys robotai iškart skuosdavo link pamatytos baterijos pasikrauti energijos, net nelaukdami kol partneris užims tinkamą poziciją poravimuisi. Šio poravimosi tipo robotai poruodavosi tik tada, kad išvysdavo potencialaus partnerio veidą. Antroji, „seklio“ strategija, kurios metu laukiama kol partneris atsisuks tinkama pozicija poravimuisi. Apžvelgus 70 eksperimentų gauti įdomūs rezultatai: kai kuriose populiacijose šios dvi skirtingos dauginimosi strategijos, arba fenotipai, egzistavo kartu. Vykdant eksperimentus su skirtingais dviejų fenotipų santykiais, atrasta, jog nusistovėdavo gan stabilus pasidalijimas: 25 proc. „rijikų“ ir 75 proc. „seklių“.

Dviejų skirtingų poravimosi strategijų evoliucija yra panaši į tą, kurią matome ir gamtoje. Kai kuriuose eksperimentuose naudotose populiacijose evoliucionuodavo tik viena strategija. Tačiau, eksperimentuose, kuriuose evoliucionuodavo polimorfiškos populiacijos, robotai pasižymėdavo vienais aukščiausių fizinės būklės, ar greitesnės reprodukcijos rodikliais. Tai rodo, jog dviejų dauginimosi strategijų buvimas, tam tikrose proporcijose, nulėmė geriausius proliferacijos šansus.

Dr. Elfwingas su nekantrumu šneka apie šio tyrimo reikšmę ateities studijoms. „Šiame eksperimente mūsų naudoti robotai buvo hermafroditai, visi robotai poravosi ir gebėjo susilaukti palikuonių. Kitame etape norime matyti robotus, suskirstytus į patino ir patelės roles, prisiimančius skirtingus reprodukcijos rizikos ir padarinių laipsnius. Elgsena stebėta dviejose strategijose, „rijike“ ir „seklyje“, gali būti dviejų skirtingų lyčių atsiradimo priežastis.“ Sudėtingų evoliucijos procesų suvokimas ir geresni jų tyrinėjimo būdai, gali būt kaip niekad arti, dėka daktaro Elfwingo ir Doya padalinio susidomėjimo robotais.



Facebook komentarai


Komentarai (0)


Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *