Роботы учатся добру у родственников

Инженеры из Федеральной политехнической школы Лозанны нашли ответ на вопрос, почему у некоторых животных в ходе эволюции развился альтруизм и готовность прийти на помощь ближнему. Исследовать эволюцию альтруизма на живых организмах не представляется возможным, так как эксперимент потребовал бы наблюдений за сотнями поколений животных. Выход нашла команда робототехников под руководством Дарио Флореано, проследивших эволюцию роботов, способных ездить на колесиках, искать выход из лабиринта и передвигать предметы.

Естественный отбор роботов

Роботы были снабжены инфракрасными датчиками, позволяющими им ориентироваться в пространстве. Всех роботов разделили на 200 групп по 8 образцов. Поведение каждого из 1600 подопытных определялось совершенно индивидуальным аналогом ДНК – цепочкой из нулей и единиц, содержащей 33 отдельных «гена». Каждый ген отвечал за особенности связей сенсор-мотор, а в целом разные наборы генов обеспечивали более или менее успешное выполнение заданий. Так, одни роботы двигались прямо, а другие чаще сталкивались с препятствиями. Роль естественного отбора на себя взяли сами исследователи: после каждого эксперимента они отбирали роботов, наиболее успешно справившихся с заданием. Геномы победителей скрещивались, случайным образом перемешивая отдельные гены. Затем новые ДНК программировались в память роботов нового поколения. Подобные скрещивания проводились 500 раз, после чего ученые проследили за поведением правнуков первых работников.

Особое удивление вызвали роботы, которым следовало толкать тяжелые и легкие предметы к удаленной стенке. Эксперимент был поставлен так, что легкую шайбу мог сдвинуть один робот, а для тяжелой требовалось как минимум два.

Люби себя, чихай на всех

Оказалось, что после сотен поколений роботы научились объединяться в группы и помогать друг другу в перемещении тяжелых предметов. Если на площадке присутствовали не являющиеся близкими «родственниками» роботы, то все они первым делом перемещали легкие шайбы, стараясь увеличить свой шанс на выживание. Однако роботы, имеющие родственный набор генов, охотнее объединялись в группы и толкали тяжелые шайбы, несмотря на то, что каждый в отдельности при этом уменьшал свои шансы прийти первым.

«Эти роботы начали с совершенно случайного набора генетической информации, и только те коды, которые работали, сохранялись в последующем поколении», -- объяснил Флореано. Наблюдение за машинами подтвердило существующее в науке, но не всеми принимаемое правило Гамильтона, описывающее возникновении альтруизма при родственном отборе. Коротко оно гласит: отдельная особь племени, делясь едой с родственниками, уменьшает свои шансы на выживание, но увеличивает шансы племени на передачу своих генов будущим поколениям.

«Мы показали, что теории гамильтоновского родственного отбора точно предсказывает связь между альтруизмом и родственными отношениями особей в отдельном виде», -- пояснил Маркус Вайбель, автор исследования.

Работа опубликована в журнале PLOS Biology.