神奇！機器人交配：換遺傳物質生出10代子孫

美國瓦薩學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，繁殖出10代“子孫”，并通過各種任務評估其后代身體素質的變化情況。

研究人員稱，這一研究首次證明發育因素在機器人的進化過程中扮演著與在生物系統中相同的作用。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育間的相互作用對上述系統所做的貢獻。

在機器人繁殖10代子孫的過程中，只要根據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中的表現評估其“身體素質”，并與模擬結果進行比較。

在此次研究中，科學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：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”。這些“基因”由二進制碼構成，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中的表現評估其“身體素質”，并與模擬結果進行比較。

雖然可進化機器人問世以來已有時日，但據研究人員稱，這是后天遺傳因素首次被納入考察范圍。“對于機器人學家而言，要想實現機器人的進化與發育，挑戰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中，即表現、發育和進化。”

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雜，實現機器人進化實在是個不小的挑戰。為實現這一目標，我們在本次研究中首先創建了一套能夠對進化與發育過程的相互作用進行系統性評估的機器人系統。”

根據實驗設置，即使是“身體素質”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，但研究人員發現，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。“需要注意的是，我們的研究目標并不是展示適應性進化理論，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。而結果的確說明，后天因素在機器人進化中扮演著重要作用。”