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Überlassen es ihren eigenen Geräten, entwickeln sich Roboter zu verschiedenen Bevölkerungsgruppen

2021

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, die Evolution zu studieren. Sie könnten monatelang in einem Zelt auf einer winzigen Insel mit einer isolierten Bevölkerung und ohne frisches Wasser leben. Oder Sie programmieren ein Computermodell und einige eichhörnchengroße Roboter, um im Komfort Ihres eigenen Labors tausend Generationen von Sex und Tod zu spielen.

Zwei Forscher des Okinawa Institute of Science and Technology haben sich kürzlich für die letztere Option entschieden. Mit ihrem Modell und ihren Robotern konnten sie zeigen, wie zwei verschiedene Paarungsstrategien in einer Population entstehen. Auf den ersten Blick würde man meinen, dass "Überleben der Stärksten" letztendlich eine optimale Strategie schaffen würde. Das passiert natürlich nicht immer. Es ist bekannt, dass Individuen innerhalb bestimmter Tierarten unterschiedliche Paarungsstrategien anwenden. Nehmen wir zum Beispiel den nordamerikanischen Mondfisch. Einige Sunfish-Männchen bauen Nester und kümmern sich um ihre Jungen, während andere keine Nester bauen und stattdessen die Eier anderer Männchen düngen, sodass der andere sich um seine Jungen kümmert. Was für ein Cad.

Unter einigen Experimenten, die die Okinawa-Forscher durchgeführt haben, hat sich die fitteste Population tatsächlich auf eine Antwort konzentriert. In anderen Experimenten entstand eine vielfältige Population mit einem Drei-zu-Eins-Verhältnis von kleinen Robotern mit zwei verschiedenen Paarungsstrategien. Es gibt viele Möglichkeiten, die gleiche Frage zu beantworten.

Was muss ein Roboter also tun, um in einem Okinawa-Evolutionslabor zu überleben? Schauen wir uns zunächst an, womit die Roboter gearbeitet haben:

Die Roboter waren mit zwei Rädern ausgestattet, einer Infrarotschnittstelle für den Austausch von Genotypen. Boom Chicka wow wow. –FD] und eine Kamera, die Energiequellen sowie Rücklichter und Gesichter anderer Roboter erkennen kann.

Die Forscher stellten diese kleinen Roboter auf eine Fläche, die mit runden Batterien - "Nahrungsquellen" - übersät war, auf der sich die Roboter aufladen konnten. Die Forscher programmierten die Roboter auch so, dass Entscheidungen auf der Grundlage verschiedener Faktoren getroffen wurden, z. B. wie viel Energie sie hatten, wie weit die nächste Batterie entfernt war und wie weit das nächste Gesicht oder die nächste Rückleuchte eines anderen Roboters entfernt war. (Die Roboter paaren sich von Angesicht zu Angesicht.)

Zu jeder Zeit konnte jeder Roboter wählen, ob er nach Nahrung suchen, auf einen Partner warten oder sich mit einem anderen Roboter paaren möchte. Die Anzahl der Nachkommen, die jeder Roboter nach einer Paarung erzeugte, hing davon ab, wie viel Energie er zum Zeitpunkt der Paarung hatte. Die Roboter gaben auch ihre Vorlieben für Essen oder Liebe weiter. Übrigens waren die Roboter tatsächlich Hermaphroditen; Jeder Roboter konnte sich mit jedem anderen paaren, und beide waren in der Lage, nach einer Begegnung Nachkommen zu zeugen.

Die Forscher führten ihre Experimente zunächst mit vier Robotern durch. Danach führten sie weitere Experimente virtuell in einem Computerprogramm durch, weil sie das Studium von 1.000 Generationen von Leben und Tod in physischen Robotern für "unmöglich" befanden (Boo!).

Nach Experimenten im Wert von 1.000 Generationen stellten die Forscher fest, dass die endgültigen Populationen einige Kombinationen von beispielsweise Essern und Liebhabern aufwiesen. Die Esser warteten nie darauf, dass ein Gefährte eintraf. Sie würden sich immer wieder aufladen, es sei denn, sie sahen ein anderes Robotergesicht (nun, wenn er genau dort auf mich wartet). Geliebte warteten manchmal auf Kameraden, abhängig von der Situation. Die Experimente ergaben einige Populationen, die sich überwiegend aus Essern und einigen überwiegend aus Liebhabern zusammensetzten. Zu den Stärksten gehörten jedoch diejenigen mit einem Verhältnis von Liebhabern zu Essern von drei zu eins. Eine passende Population hatte sogar Unterkategorien von Liebhabern, von denen einige stärker zur Paarung neigten als andere.

Diese Studie zeigt, dass Roboter mögliche Werkzeuge für das Studium der Evolution sind, schrieben die Autoren der Studie in einem Artikel, der in der Zeitschrift PLOS ONE veröffentlicht wurde. Das nächste, was sie angehen wollen, ist, ihre Roboter auf Männer und Frauen zu programmieren. Das heißt, sie müssen bei jeder Begegnung unterschiedliche Risiken und Kosten eingehen.

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