ロボットは自由に行動し、多様な集団に進化する

進化を研究する方法はいくつかあります。孤立した人口で淡水もない小さな島のテントで何ヶ月も暮らすこともできますし、自分の研究室でコンピューターモデルとリスサイズのロボットをプログラムして、1000世代にわたるセックスと死を再現することもできます。

最近、沖縄科学技術研究所の 2 人の研究者が後者の選択肢を選びました。彼らはモデルとロボットを使って、1 つの集団で 2 つの異なる交配戦略がどのように発生するかを実証することができました。一見すると、「適者生存」によって最終的に 1 つの最適な戦略が生まれると思われるでしょう。もちろん、常にそうなるわけではありません。特定の動物種内の個体は、異なる交配戦略を採用することが知られています。たとえば、北米のマンボウを例に挙げてみましょう。マンボウのオスの中には巣を作って子どもの世話をする個体もいれば、巣を作らずに他のオスの卵を受精させて、子どもの世話を他のオスに任せる個体もいます。なんて卑劣なやつらでしょう。

沖縄の研究者らが行ったいくつかの実験では、最も適応力のある集団は実際に 1 つの答えに収束しました。しかし、他の実験では、2 つの異なる交配戦略を持つ小型ロボットが 3 対 1 の割合で存在する多様な集団が生まれました。同じ質問に答える方法はたくさんあるようです。

では、ロボットが沖縄の進化研究所で生き残るためには何をしなければならないのでしょうか? まず、ロボットが何を使って作業していたかを見てみましょう。

研究者たちは、ロボットが充電できる丸い電池（「食料源」）が点在する床のスペースにこれらの小さなロボットを配置した。研究者たちはまた、ロボットがエネルギーの残量、最も近い電池までの距離、他のロボットの最も近い顔やテールランプまでの距離など、さまざまな要因に基づいて決定を下すようにロボットをプログラムした。（ロボットは顔を合わせて交尾する。）

それぞれのロボットは、いつでも、食べ物を探し回ったり、交尾を待ったり、別のロボットと交尾したりすることができます。交尾後に各ロボットが生み出す子孫の数は、交尾時にどれだけのエネルギーがあったかによって決まります。ロボットは、食べ物や愛情の好みも受け継いでいきます。ちなみに、ロボットは実質的には両性具有で、どのロボットも他のロボットと交尾することができ、出会った後はどちらも子孫を生み出すことができました。

1,000 世代を経て、最終的なロボットの集団には Eater と Lover の組み合わせがいくつかありました。

研究者たちはまず4台のロボットを使って実験を行った。その後、物理的なロボットで1,000世代の生と死を研究するのは「実行不可能」だと判断したため、コンピュータープログラムで仮想的にさらなる実験を行った（ブー！）。

1,000世代に及ぶ実験の後、研究者らは最終的な集団が、たとえば食べる人と恋人の組み合わせを持つことを発見した。食べる人は、決して配偶者が来るのを待たない。彼らは、他のロボットの顔を見ない限り（まあ、彼が私を待っているなら…）、常に充電を選択する。恋人は、状況に応じて、配偶者を待つこともあった。実験の結果、主に食べる人で構成される集団と、主に恋人で構成される集団が生まれた。しかし、最も適応した集団の中には、恋人と食べる人の比率が3対1の集団もあった。適応した集団の1つには、恋人のサブカテゴリさえあり、その中には他のものよりも配偶者になる傾向が強いものもあった。

この研究はロボットが進化を研究するためのツールになり得ることを示していると、研究者らはPLOS ONE誌に掲載された論文で述べている。彼らが次に取り組みたいのは、ロボットをオスとメスにプログラムすること、つまり交尾のたびに異なるリスクとコストを負うようにすることだ。