2015. aastast ilmuvad Novaatori uudised Eesti rahvusringhäälingu veebilehe teadusrubriigis ERR Novaator (novaator.err.ee).

Novaator - Robotid alluvad evolutsiooni seadusele
05.05.2011 22:35

Robotid alluvad evolutsiooni seadusele

Jaak-Kristian Sutt
Skype: jksutt
jaak-kristian.sutt@ut.ee
Loe kommentaare (3)
Samal teemal (5)

Robotid on võimelised arendama koostööd, kuid ainult lähedastega.

See avastus toetab pikka aega kehtinud käibetõde selle kohta, kuidas on tekkinud koostöö ning võib aidata lahendada bioloogide vahelist tulist sõnasõda, kirjutas New Scientist.

Šveitsi föderaalse tehnoloogiainstituudi teadlase Dario Floreano laboris Lausanne'is tegutsevad väikesed kuubikukujulised robotid nimega Alice. Nad on kaherattalised ja suudavad liikuda mööda väikest väljakut, et otsida toitu - plastmassitükke.

Nad on programmeeritud nii, et tüki leidmise korral lükkavad nad selle väljaku ühes servas asuva valge seinani ning õnnestumise korral jagatakse neile selle eest punkte.

Seejärel võimaldab tarkvara robotitel valida, kas jätta teenitud punktid endale või jagada neid teiste väljakul olevate robotitega.

Floreano töötas selle eksperimendi välja koostöös oma kolleegi Markus Waibeli ja Lausanne'i ülikooli teadlase Laurent Kelleriga.

Robotid küberruumis

Selleks, et uurida, kas robotid 500 generatsiooni vältel areneksid punktide jagamise suunas, simuleerisid teadlased nende arengut arvutiprogrammi abil.

Nad modifitseerisid simulatsiooni 200 versiooni, et kontrollida kahte faktorit: robotite sugulust ning punktide jagamisega seotud kahju ja kasu.

Kuna sugulus on suhteliselt otsene mõiste, siis andsid teadlased simulatsioonides  igale robotile 33 "geenist" koosneva komplekti, mida sai muuta, et mõjutada robotite omavahelisi sugulussuhteid.

Kahju ja kasu seevastu on raskem määratleda. Näiteks oma uppuva onupoja päästmiseks jõkke hüppamise kahju ja kasu varieerub sõltuvalt sinu ujumisoskusest, voolu kiirusest ning ka sellest, kui lähedane sa oma sugulasega oled.

Seega otsustasid teadlased kasutada lihtsat, kuid kunstlikku konstruktsiooni. Osades simulatsioonides võis robot saada naabrilt 100 punkti, millel oli ainult 10 punkti pakkuda (suur kasu madala kahjuga), teistes simulatsioonides aga sai robot ainult 10 punkti, kui teine robot otsustas talle 10 punkti anda.

Kui oli aeg luua uus generatsioon roboteid, siis panid teadlased uue põlvkonna robotid põlvnema eelmise põlvkonna kõige edukamatest robotitest, kes olid kõige rohkem punkte kogunud.

Pärast mitme generatsiooni vahetumist kerkis esile seaduspärasus - robotid olid altimad punkte teisega jagama, kui nad olid omavahel lähedases suguluses ning kui kahjuga seostus suurem kasu.

Täpsemalt öeldes olid robotid nõus punkte jagama ainult siis, kui teiselt robotilt vastu saadud punkte, korrutatuna kahe roboti vahelisele sugulusastmele viitava murdosaga, oli ära antud punktidega võrreldes rohkem.

Väheste ühiste geenidega või geneetiliselt mitteseotud robotid ei soovinud omavahel punkte jagada, paljude ühiste geenidega robotid olid seda valmis tegema.

Eksperiment on esimene reaalne kinnitus, et Hamiltoni reegel kehtib. See on üks kaasaegse bioloogia fundamentaalsemaid teooriaid.

1964. aastal sõnastas W. D. Hamilton reegli, mille järgi looduslik valik soosib altruistlikku abistamist siis, kui abistaja poolt saadav kahju on väiksem kui abistatava poolt vastutasuks saadud kasu korrutatuna nende omavahelise suguluskoefitsiendi väärtusega.

Reegli testimine

Keller selgitas, et Hamiltoni reeglit ei oleks olnud võimalik elusate loomade peal kvantitatiivselt testida.

Kuigi seda on proovitud, siis loomade puhul on osutunud võimatuks mõõta korraga sugulust ning kahju ja kasu.

Robotitega läbi viidud uuringus ei olnud see aga probleemiks, sest teadlased said kontrollida kõike kolme faktorit.

Hamiltoni reegli testimise puudumine oli peamiseks põhjuseks, miks Harvardi ülikooli teadlased Martin Nowaki juhtimisel eelmisel aastal selle vastu tõsise rünnaku ette võtsid.

Ajakirjas Nature avaldatud artiklis väitsid nad, et Hamiltoni reegel ei seleta, kuidas koostöö on tekkinud.

See tekitas bioloogide seas tõsise kriitikalaine, kuid Kelleri sõnul on Nowaki kriitika Hamiltoni reegli aadressil nüüd saanud vastuse, sest tema töörühmal õnnestus tõestada, et reegel töötab väga hästi.

Nowak jääb siiski endale kindlaks väites, et simulatsiooni disain sunnib selle alluma Hamiltoni reeglile ning et robotite peal läbi viidud eksperiment ei tõesta reegli kehtimist reaalsetes bioloogilistes süsteemides.

06.05.2011 00:11
Awww

Pealkirjas oleva avastuse teeb nullilähedaseks asjaolu, et ka kõik loomad sh. inimene, on robotid.

Lisa kommentaar
06.05.2011 08:09
Bastard

Kusjuures mina küll absoluutselt ei jaga, mis pagana pärast oli vaja katset teha "plastitükke söövate" robotitega - või et milleks neid (füüsilisi) roboteid üldse vaja oli. Täpselt samasuguse eduga võiks selle katse läbi viia "puhtas virtuaalsuses" ehk arvutiprogrammis.
Omaette hea küsimus on veel see, et kui palju sarnaneb robotite arusaam kahjust/kasust "reaalse looma" või kui palju neid progenud eksperimentaatori arusaamaga.

Lisa kommentaar
09.06.2011 12:35
Alice

Nõus bastard'iga miks üldse on altruism defineeritud läbi kasu saamise - kaotab nagu poindi minu arvates. Mina defineeriks altruismi ikkagi kui empaatia võimest tuleneva omakasupüüdmatu teo. Jah, võib vaielda, et kasu saadakse siiski nö ajukeemia rahuldamise või ebameeldiva tunde vältimise näol (eks see olegi nii), aga ma olen piisavalt teadlik juhustest kus inimesed aitavad teisi, ka eluga riskides, lihtsalt selle pärast, et nende empaatia võime ei lase teisiti tegutseda. Tihti laieneb nende inimesete empaatia võime ka muule looma ja taimeriigile, rääkimata võõrastest inimestest.

Lisa kommentaar

 

EUROFusion 17.12.2014 16:31

Tartu ülikooli füüsikud aitavad Päikese Maale tuua (11)

Füüsika instituut arendab tehnoloogiat, mis lubab jälgida tuumaasünteesireaktori seinte olukorda.

Riverside´i California ülikool 04.12.2014 17:32

Korduvkasutatav paber tõotab kokkuhoidu

Kuidas luua paberit, millele saaks printida erinevat teksti mitukümmend korda?

21.11.2014 09:36

Tartu ülikool täiustab Samsungiga LED-valgusteid

Samsung ja Tartu ülikooli füüsikud ja materjaliteadlased loovad paremaid LED-valgusteid.

21.10.2014 12:00

Fotoonika aabits

Täna tähistatakse Eestis esimest korda rahvusvahelist fotoonikapäeva.

08.10.2014 16:33

Füüsika-Nobeli pälvisid sinise valgusdioodi loojad

Kolme jaapanlase leiutis on kasutusel valgustites, nutiseadmetes ja koduelektroonikas. Kommenteerib Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor Jaak Kikas.

27.06.2014 15:37

Nutiplaaster mõõdab emotsioone (1)

Kas kananahk tuleb ihule hirmust või hoopis hea muusika pärast?

18.06.2014 14:45

Esmalt heli, siis pilt. Nüüd edastab telefon ka lõhnu

Esimene lõhnasõnum liikus eile Pariisis New Yorki.

10.06.2014 18:16

Kiiruskaameratele lisanduvad alkoholiaure püüdvad laserid (5)

Poola teadlaste leiutis tabab teel sõitvatest autodest etanooliaurud.

22.05.2014 16:00

Kuidas tekitada üliveekindlaid pindu? (1)

Mikroskoopiline muster sunnib veetilgad pallina eemale hüppama.

30.04.2014 11:26

Nutitelefoni kiirendusandur reedab omaniku (1)

Mobiiltelefonid suudavad nuhkida, kuid ka nende järel luuramine muutub aina hõlpsamaks.

14.04.2014 13:44

Aasta 2032: maailma tõsiseim mure on joogivesi (2)

Maakeral on puudus puhtast joogiveest. Inimene kujundab keskkonda jõuliselt enda käe järgi ümber. Eesti põlevkivitööstusel seisab ees hääbumine.

27.03.2014 14:21

Kuidas takistada võltsijaid?

Nanohõbedast muster kinnitab toote ehtsust.

13.02.2014 16:24

Termotuumasünteesi uuringud jõudsid uue teetähiseni (3)

USA füüsikud said termotuumareaktsioonist rohkem energiat kui kulus vesiniku süütamiseks.

04.02.2014 16:53

Loodi kõige väiksem LED-lamp

Pisike valgusdiood koosneb ühest molekulist.

30.12.2013 18:11

Mida on võimalik teada saada mobiiltelefoniandmeid analüüsides?

Kõigil on taskus mobiiltelefon, mida kasutades jätame me endast pidevalt jälgi: iga kõne, SMS või internetiühendus jätab andmebaasi märgi.

12.12.2013 10:37

Taevakivist leitud üliväikesed teemandid näitavad nanotehnoloogias uusi võimalusi (1)

Poole sajandi eest Maale kukkunud meteoriit, mis on vanem kui Päikesesüsteem, sisaldab teadaolevalt kõige väiksemaid eriliste kiirgusomadustega teemante.

Tartu ülikool 28.11.2014 18:50

Robotexil saab tasku pista endast tehtud 3D-pildi

Kuidas näed välja sina kolmedimensioonilisel pildil? Otsi Robotexilt üles Tartu ülikooli haridusteadlased ja saa teada!

10.11.2014 09:50

Tartlased ehitasid uudse ekskavaatori (5)

Tartlased said valmis uudse väike-ekskavaatori prototüübi.

09.10.2014 16:47

Nobeli keemiaauhinna said kolm füüsikut (1)

Milleks kõlbab fluorestsentsmikroskoop?

16.09.2014 16:31

Tipptehnoloogilised töökad käed - robot õpib nõusid koristama

Laua koristamine on üks esimesi töid, millega väikelapsed vanemaid abistavad. Kas robotile saab õpetada kruuside ja taldrikute nõudepesumasinasse ladumist?

19.06.2014 15:52

Robot sõidab hääletades läbi Kanada

Üksi rändav masin paneb inimeste usaldusväärsuse proovile.

16.06.2014 17:28

Nanosüsinikust kiip asendab ajukuvamise

Süsiniku nanotorukesed püüavad terahertskiirgust isegi toatemperatuuril.

06.06.2014 15:27

Kus käivad Tallinna venelased? (5)

Nende peamine uudistekanal on Pervõi Baltiskii, nende eelistus europarlamenti oli Yana Toom. Kui Moskvas lööb kell uut aastat, lennutavad nemad Tallinna taevasse esimese suurema ilutulestiku, kuigi Eestis tiksub aeg veel vana aasta numbri sees.

03.05.2014 09:10

Kas grafeen kahjustab keskkonda? (2)

Üliõhukesest süsinikust nanoosakesed püsivad veeringes.

28.04.2014 15:32

Pisimat ajakirja näeb ainult mikroskoobiga

Uudne tehnoloogia lubab terve ajakirja mahutada soolatera suurusele pinnale.

11.04.2014 14:42

Kas päike on aastaks 2032 maa peale toodud? (4)

Piiramatu arvutivõimsus ja termotuumaenergia kasutuselevõtt oleksid võrreldavad muutusega, mille tõi inimkonnale kaasa internet. Aga kas meil õnnestub lahti muukida universumi olemuse üks põhiküsimusi?

20.02.2014 18:53

Videomängija aitab haigustekitajaid avastada

Blu-ray kettad sobivad DNA-kiipide loomiseks.

10.02.2014 10:24

Grafeen juhib elektrit arvatust kümme korda paremini

Erilisel moel toodetud grafeen sobib elektroonikaseademetesse.

02.01.2014 18:57

Ohvri silmad reedavad kurjategija

Pantvangi silmade peegeldusest saab kätte kurikaela näopildi.

16.12.2013 21:05

Haiglaid ähvardab radioaktiivse isotoobi puudus

Radioaktiivsete isotoopide tootmiseks otsitakse uusi viise.

 
Küsi teadlaselt
Teatavasti vee ruumala paisub nii soojenemisel (aurustumisel) kui ka jäätumisel. Oletame, et on üks anum, mis on vett täis ja on purunematu. Mis hakkab juhtuma siis, kui sundida sellel veel jäätuda?
Jaak Kikas, Tartu ülikooli füüsika instituudi direktor :

See on huvitav küsimus, millele täpse kvantitatiivse vastuse andmine polegi nii lihtne. Üldiselt aga võiks vastata nii: kui paisumisvõimalus puudub,

Loe edasi!
Esita küsimus Kõik
Tartu Ülikool
Idee
Veider teadus