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生殖活動を行うAIロボット ~自然選択による進化と淘汰~

生殖活動を行うAIロボット ~自然選択による進化と淘汰~ 科学
生殖活動を行うAIロボット ~自然選択による進化と淘汰~

 

地球上に存在するあらゆる生物、それはバクテリアウイルス、大小さまざまな昆虫爬虫類から哺乳類まで必ず自らの遺伝子を複製し子孫を残し続けるようプログラムされています

これが、有性、無性それぞれありますが、総じて生殖活動と呼ばれているものですしかし、当然ながらロボットは生殖活動をしません。

ただ、もしかすると近い将来、AIを備えたロボットが生殖活動を学び実行する日がくるかもしれません。

実際、周辺環境に適応したり、生物のように自分の複製を作ったりできるようなロボットを研究する進化ロボット工学という分野があります

今回は、ロボットの進化と淘汰に関する様々な事例を紹介し、生殖活動を行うAIロボットの可能性についてわたしらららがご紹介いたします

 

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ロボットの足の奇抜なデザインは「進化」によって生み出される

ロボットの足のデザインを「進化」によって生み出すというアイデアは、私たちから見るとかなり突拍子もないもので、一部の人々にとっては警戒心を抱かせるものかもしれませんが、進化ロボット工学の研究者は実際にこのような設計に取り組んでいるようです。

2018年には、オーストラリアの研究者ロボットの足の形状をランダムに20パターン作製し、進化させるという実験を行ったことを発表しました。

この実験でのシミュレーションとしてまず20パターンそれぞれの足が、条件の異なる路面を歩行する際の「適応度」をチェックします

そして、一番評価を獲得したデザインの足を選び出し、それを「親」として「交合」させ、進化したデザインのを「子供」として作製するのです

うした工程を何世代も繰り返す「進化」を遂げ、生み出されたロボットの足はどのような状況の路面にも適応した歩行が可能となるのですが、そのデザインは一般的技術開発者で、まず思い付くこともできない、奇抜なデザインになりました

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突然変異が「ロボットの進化」を促す

通常であれば技術開発者がロボットのデザインを決めることが多く過去の経験や前例に則ってデザインを変化させていくものです。

例えば、火星を探査するローバーに6輪が採用されたのは、以前に輪での成功経験があるからです。しかし、過去の経験や前例からでは、辿り着くことが不可能な領域があるのも事実です

進化素晴らしい点は、常に想像を遥かに超越したアイデアに出会えることです。実際、アリに寄生して「ゾンビ化」させるキノコが存在するのですが、一般的な技術開発者では想像すらできない生物の不思議な生態です。

これは突然変異と自然選択をランダムに何世代も繰り返した結果によって生み出された特殊な生存戦略であると言えますそして「ロボットの進化促すのも、実は自然界と同じように突然変異なのです

自然界では、基本的には2つの生命が生殖活動を行って子供を作りますが、両親の遺伝子が掛け合わされる時遺伝子の塩基配列に突然変異が生じることがあり、その結果として子供に変わった特性が発現することがあります

その特性が、有利に働くことも不利に働くこともありますが、有利に働いた場合は、その子供の遺伝子が次世代受け継がれていくのです。

一方、その特性によって環境に適合できない時は、その子供は自分の子孫を残せず、次世代に突然変異した遺伝子が伝わることはありません。

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突然変異が多様性を生み出す

コンピューター科学者であるガス・エイベンは、モジュールを接続しただけの簡単なロボットを2体作製し、両者のカラーリングのゲノムを合体させる実験、生物の突然変異を模倣して、ロボットのゲノム情報にノイズを加え、子供が両親の完全な複製にならないようにしました。

その結果、完全の親と完全緑の親から、青と緑の子供ロボットの他に白いモジュールを持つ子供ロボットが誕生したのです

のように、ロボットの開発設計に突然変異を組み込新しい手法は、従来の方法では見られなかった創造性をもたらし、豊富な多様性を得ることが可能になると言えます

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自然選択によって環境ニッチにロボットが適応

ロボットを進化させることの目的の一つは、環境ニッチへのロボット適応度を高めることです。例えば自動でジャングルを探検するロボットを作製したい時、ロボットのアルゴリズムは、生い茂る草木の中を効率的に移動する方法や形態を制御する必要があります。

そのため、まずはその環境でシミュレートして、一番適応するアルゴリズムを選択複製し、それに基づいて物理的には微妙に差異を持った機体を設計します

このように単純かつ安価な小型ロボットを大量に作製し、ジャングルを探検させ帰還できなかったロボットは環境ニッチに適応していなかったということになります。

一方、環境ニッチに適応し帰還できたロボットは3Dプリンター子供を作らせ、その子供にもジャングルを探検させることで、自然選択による「ロボットの進化」が続くのです。

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使用する素材の組み合わせ方

既存の3Dプリンターは高価だったり、印刷が遅かったりというデメリットがありますが、それでも金属など様々な素材を扱うことができるメリットもあります

ある意味、ロボットが環境ニッチに適応できるか否かはロボットの進化システムが素材を独創的に使用できるか否かによるとも言えるのです

従来のロボット開発では、技術開発者が使う素材や使う場所を判断していましたが、今では進化ロボット工学のシミュレーション、素材の組み合わせを試すことも可能になりました

まず素材ごとの特性を記録したデータベースを構築し、そのデータベースを元に開発するロボットの各パーツに適合すると思われる素材を割り当てるのです

例えば、環境によってはカーボンよりもプラスチックの方がロボットの足の素材として優れた性能を発揮できる可能性があるとして足の素材にプラスチックを割り当てた場合、実際にそのロボットが生き残ったならば、その素材の組み合わせ進化論的な意味での環境ニッチにうまく適応しているということになるのです

これによって、人間の設計者の負担は大幅に軽減されることは確かです。

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生殖行動を行うロボットは反乱を起こすのか

ところで、このロボットが生殖活動を行うということで、人類がロボットに駆逐されるかもしれないといった不安を感じる人がいるかもしれません。結論から言えば、そういう心配は杞憂だと言えます

それは、ロボットが生殖活動を行うという進化システムは、あくまでも自然選択の原則というルールに則って作られているからです

例えば、に生息していた生物が陸上に進出した際、歩くためにヒレが進化したように、ロボットの形態や行動も環境ニッチに適応し進化します

進化した結果として生み出された奇抜なデザインに驚くかもしれませんが、落ち着いて観察すれば、そうしたロボット私たち人類にとって脅威となることはありません

 

いかがでしたか?
いずれAIを搭載した2体のロボットが自分たちのプログラムコード遺伝子のように組み合わせて、3Dプリンターを駆使し、オリジナルの子供を作るような時代が来るかもしれません。そしてそれは、人間の技術開発者では到底思いも付かない、美しい形態と行動様式を兼ね備えた存在になる可能性があります。一方で、設計者によって人類を駆逐するプログラムを組み込まれたロボットが生殖活動を行うという危険性があることも確かです。科学者の良心を信じ、マッドサイエンティストが悪事を働かないことをるばかりです
参考 : dailymail, など
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