

研究进化有几种不同的方式。你可以花数月时间住在与世隔绝、没有淡水的孤岛上的帐篷里。或者,你可以在舒适的实验室里,编程一台计算机模型和一些松鼠大小的机器人,模拟数千代的生死繁衍。
冲绳科学技术大学的两名研究人员最近选择了后一种方法。通过他们的模型和机器人,他们能够演示在一个种群中如何产生两种不同的交配策略。乍一看,你可能会认为“适者生存”最终会创造出一种最优策略。当然,这并不总是发生。某些动物物种的个体以采用不同的交配策略而闻名。以北美太阳鱼为例。有些雄性太阳鱼会筑巢并照顾它们的后代,而另一些则不筑巢,而是为其他雄鱼的卵群授精,让别人去照顾它们的后代。真是个混蛋。
在冲绳研究人员进行的一些实验中,最健康的种群确实都收敛于一个答案。但在其他实验中,出现了一个多样化的种群,其中小机器人呈现出三比一的比例,具有两种不同的交配策略。看来,回答同一个问题有很多种方法。
那么,机器人要在冲绳的进化实验室里生存下来,需要做些什么呢?让我们先看看机器人拥有哪些资源。
研究人员将这些小机器人放在一块散布着圆形电池(“食物来源”)的地板空间上,机器人可以在那里充电。研究人员还编程了机器人,使其能够根据不同因素做出决定,例如它们的能量有多少,最近的电池有多远,以及附近另一个机器人的脸部或尾部灯有多远。(机器人是面对面交配的。)
在任何给定的时间,每个机器人都可以选择觅食、等待配偶的到来,或者与其他机器人交配。每次交配后,每个机器人产生的后代数量取决于它交配时的能量。机器人还会遗传它们对食物或爱情的偏好。顺便说一下,机器人实际上是雌雄同体的;任何机器人都可以与任何其他机器人交配,并且在一次遭遇后,它们都能产生后代。
1000代后,最终的机器人种群包含“食者”和“爱者”的组合。
研究人员首先用四个机器人进行了实验。之后,他们通过计算机程序在虚拟环境中进行了进一步的实验,因为他们发现研究实体机器人“1000代的生生死死”是“不可行的”(太糟糕了!)。
经过1000代实验,研究人员发现最终的种群包含一些组合,我们姑且称之为“食者”和“爱者”。“食者”从不等待配偶到来。它们总是选择为自己充电,除非看到另一个机器人的脸(好吧,如果他就在那里等着我……)。“爱者”有时会等待配偶,这取决于情况。实验结果导致一些种群主要由“食者”组成,而一些则主要由“爱者”组成。然而,在最健康的种群中,存在着“爱者”对“食者”为三比一的比例。一个健康的种群甚至有“爱者”的子类别,有些比其他“爱者”更倾向于交配。
这项研究表明,机器人是研究进化的可行工具,研究人员在PLOS ONE杂志上发表的一篇论文中写道。他们接下来的目标是编程他们的机器人,使它们成为雄性和雌性——也就是说,在每次交配遭遇中承担不同的风险和成本。