Обман ради еды, роботы способны на это

    Эволюция в кремнии показала что машины способны на самосовершенствование. Селекция и отбор поколение за поколением позволяют отладить и выбрать наиболее приспособленные образцы. Теперь же роботы показывают ученым, как могли развиваться и совершенствоваться стратегии поведения животных в естесственных условиях. Поиск пищи, борьба с конкурентами, естесственные сигналы, как они влияют на повседневную жизнь и как они формировались. В шведской лаборатории Laboratory of Intelligent Systems группа из 10 роботов состязалась за пищу. Что из этого вышло?

    Для эксперимента были выбраны s-боты, диаметром 12см, высотой 15см и обладающие 2 литий-ионными батареями, дающими примерно час автономного существования. Роботы оснащены Xscale процессором с частотой 400 MHz, 64 MB оперативной памяти и 32 MB флеш памяти, используемой для обработки данных, а также 12 PIC микроконтроллерами для низкоуровневой обработки. В качестве операционной системы используется самосборный Linux, а связь с центральной станцией осуществляется с помощью WiFi. Сенсорные возможности робота включают в себя инфракрасные сенсоры (15 вокруг робота и 4 под роботом), силовые и скоростные сенсоры, сенсоры влажности и температуры, а также 8 световых сенсоров, камера с круговым обзором и 4 микрофона.

    Роботы были запрограммированы на поиск «источника пищи», которым являлось легко светящееся кольцо на одном из концов арены. Они могли «видеть» этот источник только на близком расстоянии с помощью своих сенсоров. На другом конце арены было более темное кольцо, которое считается «отравленным». Роботы получали очки в зависимости от того сколько времени проведут около источников пищи и\или яда, тем самым демонстрируя на сколько успешными были их искусственные жизни.
    А еще они могли «общаться» друг с другом. Каждый робот мог проецировать синий свет, который другие могли определять с помощью своих камер, и тем самым указывать на позицию еды. Таким образом, свет для роботов является носителем информации. Однако после нескольких поколений роботы эволюционировали и научили своих потомков не просто общаться светом, но и обманывать соперников.

    Роботы смогли эволюционировать, из-за того, что каждый робот был оснащен искусственной нейронной сетью контролируемой бинарным «геномом». Сеть состоит из 11 нейронов, которые соединены с сенсорами роботов и 3 нейронов которые контролируют их два колеса и синий цвет. Нейроны соединены с помощью 33 синапсов, и мощность сигналов каждого синапса контролировалась одним восьмибитным геном. Таким образом, каждый робот имеет 264-битный геном, который контролирует, как он будет реагировать на информацию, поступающую с сенсоров.
    Искусственная эволюция проходила в симулирующей среде Enki, где и роботы и их сенсоры моделировались. Затем был использовать эволюционный фреймворк роботов Teem для эволюции лучших котроллеров, которые затем были перенесены на реальных роботов.

    В этом эксперименте каждый раунд состоял из 100 групп по 10 роботов, каждая из групп состязалась за пищу в отдельной арене. Двести роботов с наибольшим количеством очков, наиболее приспособленные из популяции, переходили в следующий раунд. Их 33 гена мутировали случайным образом с вероятностью 1/100, что какой либо бит изменится, и роботы были «сведены» друг с другом чтобы перемешать геномы. В результате получается новое поколение роботов, чье поведение было унаследовано от наиболее успешных представителей предыдущего.

    В начальном эксперименте роботы издавали свет случайным образом. Однако, спустя поколения, роботы становились все лучше… Свет стал переносить все больше и больше информации и боты стали ориентироваться на свет всего лишь после 9 поколений.
    Но, ситуация с роботами была похожа на поведение реальных животных, ведь не всегда в интересах робота (животного) передавать информацию о месте расположения пищи. Кольцо с пищей имеет лишь 8 мест для роботов, то есть если все соберутся около источника пищи им придется физически расталкивать друг друга. Эффект борьбы усилился когда экспериментаторы позволили эволюционировать генам отвечающим за испускание голубого света.

    Что получилось в итоге? Если изначально роботы испускали свет случайным образом и когда они собирались вокруг пищи свет выдавал место расположения пищи. То после эволюции роботы стали более скрытными. К 50 поколению они стали испускать свет около пищи с намного меньшей вероятностью, нежели в любом другом месте арены, а сам свет стал не таким важным источником информации, сделав ее менее привлекательной для роботов.
    Однако свет так и не стал полностью бесполезным. По мере того как роботы становились все более хитрыми и менее полагались на свет, особи которые светились около пищи могли быть своего рода защитой, ведь свет мог расцениваться как правда или ложь в зависимости от восприятия другого робота. Поэтому, эволюционное давление, призывающее не подавать вообще никаких сигналов было разбавлено вышеупомянутым фактором и из-за этого свет все еще использовался спустя поколения.

    Это также значит, что роботы были разнообразны в своем поведении. При свободном естественном отборе такие процессы как генетический дрейф (когда гены изменяются случайным образом) – легко возникает генетическое разнообразие, что в свою очередь создает разнообразное поведение особей. После 500 поколений эволюции, около 60% роботов никогда не испускали свет около пищи, но около 10% испускали его там большую часть времени. А часть роботов начала испускать свет около яда, приманивая других роботов. Некоторых роботов немного привлекал синий свет, но треть роботов он привлекал очень сильно, и еще треть никак на него не реагировала.
    Экспериментаторы думают, что похожие процессы происходят в природе. Когда животные двигаются, например, за пищей они тем самым неумышленно сигнализируют об этом другим животным. Это создает конфликт интересов, и естественный отбор позволит лучше жить тем кто сможет подавить или модифицировать эту информацию, к примеру с помощью маскировки, скрытности, создания помех или ложных сигналов. Как и в эксперименте с роботами эти процессы могут помочь понять и объяснить огромное количество разнообразных стратегий поведения в мире природы.

    Это исследование дает все основания полагать, что роботы могут иметь применение далеко за пределами технической сферы. Как сказал один из исследователей проводивших данный эксперимент: «Роботы могут быть довольно полезны для изучения и лучшего понимания механизмов взаимодействия между живыми организмами. Это только начало, но мы уверены, что роботы будут применяться для исследований в биологии, психологии или медицине».

    Видео 6 роботов ищущих пищу (14 Mb)
    Схематичное видео борьбы роботов за пищу (20 Mb)
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 49

      –3
      скайнет нас точно поработит
        +15
        день роботов на хабре
          +1
          так и про своего вспомню
          habrahabr.ru/blogs/robot/45607/#habracut

            +3
            просто у роботов сегодня День Хабра.
            уже и так можно говорить )
            +1
            Борьба — движитель эволюции даже для роботов :)
              +4
              Предвкушаю когда Гугл построит своего мегаработа который будет отбирать еду у тех кто не юзает Гугл (интересно такие останутся к тому времени ?)
                –3
                Сравнили, блин, животное с роботом. И приписали ему ЧЕЛОВЕЧЕСКУЮ ЭМОЦИЮ — жадность. Слов нет =)
                  +4
                  «Жадность — Грех» © Барбосса, Пираты Карибского моря
                  Роботы безгрешны :) Это просто выживание.
                  А через 1000 поколений 20% роботов будут питаться хорошей едой, а 80% — плохой.
                    +2
                    И у них появится блекджек со шлюхами! :)
                      +2
                      а один будет работать на алкоголе
                      +2
                      Роботы в опыте эволюционировали, животный мир эволюционирует. Эмоции — продукт эволюции. Читайте учебники.
                        0
                        Википедия — Алчность
                        Алчность, корыстолюбие, стяжательство, жадность (греч. filarguria) — жажда приобретательства.

                        Это — всего лишь эволюция. 8 мест роботам не хватит…
                        0
                        «как они виляют на повседневную жизни»? ;-)
                          +1
                          Тоже задумался на этой фразой)) Не исправляйте, так лучше)
                            0
                            Хм) Поздно, уже исправил :)
                          0
                          Эволюция в (ком? чём? — тв.п.) — в кремнИИ
                          Русский язык, 2-й класс.
                          • UFO just landed and posted this here
                              0
                              К сожаленью, я не знаю про зависимость очков от времени, и про то как именно происходило перемешивание геномов, думается мне что-то близкое к тому как оно происходит в живой природе, ну и как написано в статье это сделано на основе lis.epfl.ch/resources/teem/index.php. Я уверен, что все эти даные есть в оригинале исследования, которое было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciencesinfoscience.epfl.ch/record/139388?ln=en, и полной статьи я пока не наблюдаю…
                              То что нашел в открытых источниках, почти все здесь.
                              0
                              Робот все-равно управляется(или действует согласно с) нейросетью, созданой и контроллируемой людьми. Расширим сеть- еще чего-нибудь начнут вытворять… А если сотрем- так железяками и будут.
                              Так и задумаешься- а стоит ли дальше учить «машинок» быть умными, доверять «умным машинкам» управление производством, например? Может быть стоит так и оставить роботов роботами, подчиняющимися законам Азимова, но подстраховаться и не давать им слишком много «ума»?

                              Но не сочтите меня абсолютным противником такого рода исследований и разработок, а коммент критикой. Нет. Этот путь пока мало изведан, и… буду наблюдать за развитием с большим интересом и удовольствием.
                                +5
                                – Много ты знаешь об эволюции, – сказал грубый Корнеев. – Тоже мне Дарвин! Какая разница, химический процесс или сознательная деятельность. У тебя тоже не все предки белковые. Пра-пра-праматерь твоя была, готов признать, достаточно сложной, но вовсе не белковой молекулой. И может быть, наша так называемая сознательная деятельность есть тоже некоторая разновидность эволюции. Откуда мы знаем, что цель природы – создать товарища Амперяна? Может быть, цель природы – это создание нежити руками товарища Амперяна. Может быть… (с) ПНВС

                                как то так =) а то люди, что уж больно себя возвышают)
                                  0
                                  >а то люди, что уж больно себя возвышают)
                                  А что делать-то :) Не унижать и гнобить же самих себя…
                                    +3
                                    Ну, можно попробовать объективно себя оценивать)
                                    но практика показывает, что людям это довольно сложно. Они вот крайности любят…
                                      +2
                                      серый мир слишком сер, лучше думать, что он серый из-за того, что в нем смешиваються белое и черное
                                      • UFO just landed and posted this here
                                  0
                                  Может робот — следующее звено эволюции, а наша роль ограничиться доведением их до состояния автономного (размножение, эволюция) существования? Да, сейчас у роботов нет большинства качеств человека, но их не было и у первых животных.
                                    0
                                    размножение, у наших предков было размножение, пока что у роботов его нет.
                                    вот когда появится, тогда можно будет списывать хомо сапиенс на свалку истории
                                      0
                                      Почему же нету, есть. Роботов производят на фабриках, чем не размножение)
                                      Вот например роботизированная фабрика, производящая роботов — www.fanuc.co.jp/en/profile/production/factory1.htm.
                                        0
                                        в случае твоего примера, когда фабрики по производству роботов начнут размножаться…
                                          0
                                          А зачем им это :) Фабрики производят роботов, роботы чинят фабрики. Гармония :)
                                    0
                                    к сожалению пока мы можем изучать Вселенную только с помощью натурных экспериментов, и до настоящего познания окружающего мира нам еще оооочень далеко
                                      0
                                      Что такое «настоящее познание»?
                                        +1
                                        Это когда упоролся наркотой, тогда все кажется таким очевидным и простым.
                                    0
                                    через 100000 поколений роботы отрастили пейсы и провели первое обрезание
                                      +3
                                      интересно если эти роботы научатся взаимодействовать для общей пользы они изобретут религию в которой обман будет главным грехом (хм, а обманщики, которые не попались — высшей генетической кастой:)
                                        0
                                        Помню у Азимова такое было, когда роботы поклонялись энергетическому реактору.
                                          –1
                                          ну извините, у тех был мозг, причем такой, который до конца не понимали и сами создатели-люди

                                          тут история происхождения позитронного мозга похожа на возникновение человеческого мозга
                                            0
                                            редкая личность может поддержать диалог по произведениям Азимова. мдааа…
                                          0
                                          Удивляюсь, что почти никто не затронул темку взаимодействия между этими роботами. Обман — это, конечно, тоже часть социального поведения. Но скорее с приставкой «а» — асоциального :)

                                          Я сам писал программную эмуляцию, и мои бойцы из той команды, что была дружнее, валили супостатов не числом, а умением. Не так давно ещё видел кадры кормёжки дельфинов: двое кормятся, остальные не дают косяку уйти на глубину.

                                          Пример социального поведения в данном контексте: в силовой борьбе, если бы двое проталкивали одного («клином»), то они легко протолкнули бы его к кормушке сквозь кольцо оккупантов. Нажравшись, тот бы помог протолкнуть другого из тройки. Возможно, тройка даже целиком могла бы присоседиться к кормушке, растолкав всех одиночек брутфорсом, просто объединив силу трёх по одному вектору.

                                          То ли слишком много поколений для этого нужно, то ли нейронов маловато…
                                          0
                                          здорово, хочу себе стаю таких роботов ^_^
                                            0
                                            чтобы они вам находили еду? :)
                                            +1
                                            Это весело… Они умные… Ученые, а не роботы
                                              +8
                                              Не совсем понятно зачем надо было создавать именно механических роботов. Разве не легче и быстрее было бы всё это смоделировать на компьютере? Помоему единственный плюс это наглядность.
                                                +2
                                                Мне кажется сущетвенный плюс реальной симуляции — то что роботы могут «изобретать» какие-то уловки, которые исследователи изначально в эксперимент не закладывали. То есть, они могут «обнаружить» какую-то особенность среды и научиться её использовать в своей эволюционной борьбе, в случае програмной симуляции мы бы ограничились теми возможностями, которые явным образом разрешены.
                                                • UFO just landed and posted this here
                                                • UFO just landed and posted this here
                                                  0
                                                  А что если....?

                                                  Часть роботов обозначить «люди», часть обучить законам А. Азимова… Что будет через 50 поколений, и кто выживет?
                                                    0
                                                    Что-то видео какие-то блеклые. Хотелось бы что-нить поинтереснее увидеть, например, как они обаманвыают друг друга, а тут показаны, как я понял, первые этапы. Хотя в конце схематического видео заметил, как они начинают включать свет рядом с «Ядом». Но хотелось бы это еще и на обычном видео.
                                                      0
                                                      На первом видео собрались фанаты Apple, куда уж там до еды… :)
                                                        0
                                                        как страшно жить!

                                                        Only users with full accounts can post comments. Log in, please.