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机器人“交配”交换遗传物质:“繁殖”出10代子孙

导读: 这一研究首次表明,发育因素在物理实体的进化过程中起着重要作用,就像它们在生物系统中的作用一样。这项研究利用了达尔文的进化论原则,并标志着人类在理解进化与发展对这些系统的相互作用方面向前迈出了重要一步。

OFweek智能硬件网讯:近日瓦萨学院(Vassar College)对物理机器人进行了进化和发育研究。在此次研究中,机器人被赋予了两项功能:聚光以及避障;随机交配算法允许它们从“基因库”中交换遗传物质:研究人员还首次将发育因素考虑在内,通过一系列的实验让机器人在不同的任务中相互竞争,以评估它们在10代中不断进化的适应性;机器人还在一个类似于交配的过程中交换遗传物质。

这一研究首次表明,发育因素在物理实体的进化过程中起着重要作用,就像它们在生物系统中的作用一样。这项研究利用了达尔文的进化论原则,并标志着人类在理解进化与发展对这些系统的相互作用方面向前迈出了重要一步。

研究人员对这些机器人的进化性能进行了测试,并将其与研究中的模拟结果进行了对比。

在此项研究中,瓦萨学院(Vassar College)的研究人员进一步扩大了进化机器人的研究范围,首次将表观遗传学因素纳入其中。这也从一个侧面解决了有机体在生命周期中是如何影响表观遗传变化的。研究中的机器人有两项任务:聚光以及避障。

此外,研究人员还使用了一种随机配对算法,让机器人可以在集体“基因库”中交换遗传物质。这些基因都是由二进制码组成的,这使得机器人的硬件有了不同的表现形式。随着这些机器人“代代相传”,基因组物理表达的改变也影响了它们的布线方式,从而改变了性能。研究人员通过机器人在聚光和避障方面的表现来衡量机器人的进化状况,并将其与模拟结果进行比较。

虽然进化机器人已经存在,但研究人员表示,这是第一次考虑表观遗传学因素。

图:一系列的实验让机器人在不同的任务中相互竞争,以评估它们的适应性,揭示了它们是如何在10代的进化过程中,通过交换遗传物质来完成类似于交配的过程。

图:实验机器人有两大功能:聚光和避障:研究人员通过其表现来衡量机器人的状况,并将其与机器人专家的模拟结果相比较。研究人员Jake Brawer和Aaron Hill指出,进化和发展研究的挑战是创造一种物理实体的系统,它包含了三个过程因素:行为、发展和进化。

“由于物理机器人制造和进化的复杂性,这种对“物进化”的探索是一个艰巨的挑战。“作为迈向这个目标的第一步,如论文所述,我们开发了一个物理系统,从而可以系统地研究发育和进化过程是如何相互作用的。”这种系统使得低功率机器人也能在基因池中保持“繁育”,实验能够一直持续到所有机器人都失去了活力。

图:研究人员使用随机交配算法,让他们可以从集体基因池中相互交换遗传物质。

这些基因是由二进制代码构成的,这使得机器人的硬件相互有所不同:研究表明,基因就像它们在生物系统中所做的那样,在机器人进化过程中发挥了作用。

研究人员称,虽然机器人不一定会进化出更强的聚光功能,但研究人员发现,表观遗传因素的进化与人的进化方式是不一样的。

研究人员说:“需要注意的是,我们的目标不是展示适应性进化过程,而是要验证表观遗传因素能够使得一群具有物理特性的机器人产生进化。”“研究结果确实表明,在对进化的研究中,嵌入式系统具有重要意义。”“据我们所知,我们的研究室首次将代表物理表观遗传因素用于物理实体机器人的进化过程。”

责任编辑:Eric
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