Roboter deler på maten

Hva lønner seg - å hjelpe hverandre å finne mat eller å lure de andre vekk fra matfatet? Robotforskere har laget datasimulert lyn-evolusjon og vist at også metallgutter kan utvikle solidaritet.

"Robotene samler seg rundt maten og tenner det blå lyset for å vise vei for slektningene sine. (Foto: Walter Karlen)"
"Robotene samler seg rundt maten og tenner det blå lyset for å vise vei for slektningene sine. (Foto: Walter Karlen)"

Roboter som kunne kommunisere med lyssignaler var tydelig flinkere til å skaffe mat enn roboter som ikke kunne kommunisere.

Dette viser at kommunikasjon mellom dyr kan ha oppstått som en strategi for å overleve.

Dyr som kommuniserer har rett og slett større sjanse for å klare seg bra, og dermed overføre genene til neste generasjon. Og nå følger robotene etter.

Forenklet lyn-evolusjon

Å gjøre slike forsøk med levende skapninger er nesten umulig, både fordi evolusjonen går så langsomt og fordi genene er så kompliserte.

Men roboter kan konstrueres med veldig enkle gener og nervesystemer, og liv så korte og hektiske at bananfluer framstår som evigvarende.

Ved hjelp av datasimuleringer kunne Laurent Keller og kollegene hans ved universitetet i Lausanne i Sveits la 500 generasjoner simulerte roboter avløse hverandre på en uke.

Og den siste generasjonen ble bygget som fysiske roboter for å vise at resultatene av evolusjonen også fungerte i praksis.

Snakket med blått lys

I dataprogrammet ble de virtuelle robotene plassert i grupper på 10 i trau på tre ganger tre meter. I trauet var det ett fat med “mat” og ett fat med “gift”. Maten gav robotene poeng, mens giften tok fra dem poeng.

Forsøkene viste at robotene etter få generasjoner samlet “lærdom” i genene og arvet evnen til å fortelle med lyssignaler til de andre robotene hvor maten var.

Den vanligste måten å fortelle dette på var å gå nær maten og så lyse: “Her er maten”. Da strømmet de andre robotene til.

Noen robotkolonier gjorde det motsatte: De lyste “her er giften” ved giftfatet. Da trakk de andre robotene seg unna. Dette virket ikke så bra som å lyse ved maten.

"I mesteparten av forsøket var robotene modeller i et dataprogram. Men forskerne bygget dem for å demonstrere at de også virket i praksis. (Foto: Sara Mitri)"
"I mesteparten av forsøket var robotene modeller i et dataprogram. Men forskerne bygget dem for å demonstrere at de også virket i praksis. (Foto: Sara Mitri)"

I noen av forsøkene var ikke robotene i slekt med hverandre. Da lyste de der det ikke var mat, og kameratene lot seg lure.

Utvalg av grupper virket best

Evolusjonen ble etterlignet ved at robotene med flest “mat-poeng” fikk bli foreldre.

Men data-robotene fikk ikke gleden av å ha sex med hverandre. Forskerne etterlignet kjønnet formering ved å lage små endringer eller mutasjoner i genene og så lage nye robot-modeller som arvet foreldrene.

Forskerne prøvde to måter å velge ut foreldre på, det som i evolusjonen kalles “seleksjon”. Den ene måten var å velge ut de enkeltrobotene som hadde flest matpoeng. Den andre måten var å velge ut den dyktigste gruppen av roboter.

Det var gjennom gruppe-utvalg at forskerne klarte å utvikle robotene som var flinkest til å kommunisere og til å samle mat. Noe av det samme kan vi se i naturen.

Dyr som lever i kolonier der gruppa betyr mer enn individet, har ofte utviklet avansert kommunikasjon. Det gjelder for eksempel bier og maur.

Enkle skapninger

Robotene var svært enkle, sammelignet med levende vesener. De hadde bare 13 nerveceller. 10 av disse ble brukt til å registrere lys. Kameraer rundt hele roboten kunne se forskjell på blått lys fra andre roboter og rødt lys som var plassert ved maten og giften.

Robotene hadde også infrarøde sensorer som på nært hold kunne skille mellom mat og gift.

De tre siste nervecellene styrte motorene som drev roboten framover, og den blå blinkingen som robotene “snakket” med.

Nervecellene var koblet sammen med nerver, og nervene kunne “huske” hvilke koblinger som var brukt tidligere. Disse opplysningene ble laget i det kunstige arvestoffet til roboten.

Lenker

Rapporten til Laurent Keller og kolleger (pdf)
Video av robotene som samler seg rundt maten og lyser blått
Interaktivt program om evolusjon og utvikling av samarbeid mellom organismer

Powered by Labrador CMS