Эволюция искусственного создания

Трое ученых из Кореи разработали модель виртуального персонажа (собаки Rity), которая обладает своим собственным генотипом из 1 764 генов, расположенных на 14 хромосомах.

Для каждого из генов искусственного существа установлены определенные числовые значения, характеризующие степень его «важности»; выбор этих значений исследователи доверили процессу синтетической эволюции. «Предложенная нами концепция искусственных хромосом позволяет виртуальному персонажу развивать определенные черты характера и передавать приобретенные особенности следующим поколениям, - рассказывает один из авторов работы Чон Хван Ким (Jong-Hwan Kim). - Все равно людям придется научиться жить рядом с роботами, и появление искусственных эмоций - важный шаг к продуктивному взаимодействию в будущем».

Каждая из 14 хромосом Rity, объясняют ученые, характеризуется набором генов трех типов: «базисного» (таких генов всего 2), «генов внутреннего состояния» (47) и «генов поведения» (77). Искусственная эволюция, как и естественный отбор, предполагает передачу наследственной информации и возникновение мутаций; один ген может оказывать влияние сразу на несколько признаков, и одна характеристика может определяться несколькими генами. Оценивая соответствующие генам числовые значения, авторы классифицировали «склад личности» Rity по пяти известным критериям (экстравертированный/интровертированный, уживчивый/несговорчивый, добросовестный/нерадивый, открытый новым идеям/консервативный, невротический/эмоционально устойчивый).

Воспользовавшись разработанным эволюционным алгоритмом, ученые создали две предварительно заданные индивидуальности Rity - уживчивую и несговорчивую, а затем сравнили их модели поведения. Процесс эволюции 3 000 поколений Rity занял около 12 часов (вычисления выполнялись на обычном персональном компьютере). Для того чтобы оценить личностные качества полученных существ, авторы провели серию наблюдений за их реакцией на внешние раздражители, завершившуюся вполне успешно: каждый из персонажей взаимодействовал с миром в своем уникальном стиле.

Воздействовать на Rity можно с помощью компьютерной мыши, камеры и микрофона; всего авторы предусмотрели 47 различных типов такого воздействия (к примеру, одинарный щелчок по изображению Rity воспринимается существом как поглаживание, а двойной - как удар). Реакция виртуального персонажа зависит от его внутреннего состояния, которое вычисляется на основе трех переменных: мотивации, эмоции и гомеостаза. Эти переменные могут принимать 14 (по количеству хромосом) значений: для мотивации характерны состояния любопытства, дружелюбия, скуки, избегания, жадности и желания руководить; гомеостаз включает в себя состояния усталости, голода и сонливости; среди доступных эмоций выделены радость, печаль, гнев, страх и нейтральное состояние.

Внутренняя система принятия решений обрабатывает входящую информацию и вычисляет 14 числовых значений, соответствующих вышеуказанным состояниям, а затем отправляет их в модуль выбора модели поведения. Здесь происходит определение ответной реакции Rity, основанное на вероятностных механизмах (неразумные модели с высокой вероятностью отбрасываются, а рефлекторные реакции, имитирующие инстинкты животного, обрабатываются максимально быстро).

В ближайшие планы исследователей входит соединение концепции генотипа с процессом накопления опыта в каждом поколении. В будущем они также надеются провести классификацию разных моделей поведения и вывести стройную структуру искусственного генома.