Robotter lærer at dele
Et schweizisk forsøg med robotter bekræfter en kendt teori i evolutionsbiologien. Robotter samarbejder og udvikler uselvisk adfærd over generationer

Små fouragerende robotter som blev brugt i det schweiziske forsøg. Kredit: EPFL/Alain Herzog

Små fouragerende robotter som blev brugt i det schweiziske forsøg. Kredit: EPFL/Alain Herzog

Kan en robot være uselvisk og opofrende?

Svaret er ja!

Et forsøg, hvor robotter blev programmeret til at finde ”robotmad”, viser, at robotterne er i stand til at udvikle altruisme. Forsøgsresultaterne er netop blevet offentligjort i PLoS Biology.

Se videofilm af forsøget længere nede i artiklen

Darwins problem

Det er velkendt, at mennesker kan opføre sig uselvisk, og i dyreverdenen er der også talrige eksempler, som viser, at dyr kan opføre sig altruistisk.

Darwins ”Survival of the fittest”-teori, havde problemer med at forklare, hvorfor et individ skulle ofre sit eget liv og dermed sine værdifulde gener til fordel for et andet individ.

Paradokset blev løst i 1964, da evolutionsbiologen W.D. Hamilton offentliggjorde en teori, som kan ses som et supplement til Darwins teori.

Hamiltons teori bliver også kaldt teorien om slægtsudvælgelse.

Den siger, at individer kan kopiere deres egne gener, ikke kun direkte gennem egne børn, men også indirekte ved at favorisere slægtninge, som deler noget af individets genmateriale.

Hvis det bliver for ”dyrt” for et individ, så vil det undlade at opføre sig altruistisk. Men jo tættere beslægtet et individ er med et andet individ, jo mere er det villig til at ofre for netop det individ.

»Jeg er villig til at ofre livet for to børns skyld - eller otte fætres,« skulle Hamiltons kollega, den engelske evolutionsbiolog, J.B.S. Haldane engang have udtalt.

Dette er nemlig den minimumsmængde af ens egen genpulje, som det kan betale at ofre sig for.

Et problem med Hamilton’s regel er, at det er svært at teste i biologiske systemer, da dyr udvikler sig forholdsvis langsomt over generationer.

Forsøg med fouragerende robotter

Nu har forskere efterprøvet Hamiltons teori ved hjælp af grupper af fouragerende robotter.

I forsøget blev små robotter med infrarøde sensorer programmeret til at lede efter små objekter – robotmad.

I forsøget kom det frem, at Hamiltons teori meget præcist forudser det minimale slægtsskab mellem individer der skal til, for at altruisme udvikler sig.

De fouragerende robotter skulle, i en lille arena, finde og skubbe robotmad hen til en bestemt destination. De robotter, der ikke skubbede objektet hen til den korrekte destination, blev taget ud.

Disse robotter kunne således ikke overføre deres ”genetiske kode”.

Hver succesfuld robot fik valget mellem at dele de points, de fik for at finde mad, med andre robotter – og på den måde give de andre robotters gener en chance for at overleve – eller beholde alle point selv.

De robotter, der var succesfulde, fik deres kode reproduceret, muteret og kombineret med andre succesfulde robotters koder, ind i næste generation – ligesom det sker i naturen.

Forskerne skabte grupper af slægtsskaber som, i robotverdenen, svarede til enæggede tvillinger (100 % arvemasse delt), søskende (ca 50% arvemasse delt) , fætre og kusiner (ca 25 % arvemasse delt) og ikke-beslægtede.

Udviklingseksperimentet varede i over 500 robotgenerationer.

Fakta

Altruisme er betegnelsen for den opførsel, hvor individer ofrer egne fordele til gavn for andre individer. Et menneske der udsætter sig selv for fare for at hjælpe et andet menneske i nød, opfører sig altruistisk.

I forskellige udgaver af eksperimentet ændrede forskerne ulemperne og fordelene ved at dele.

Disse forsøg viste, at robotterne udviklede sig til at dele i et omfang, som præcist bliver forudsagt af Hamiltons regel.

Robotterne bliver uselviske over generationer

Forsøgseksemplet, som er vist i videofilmen nedenfor, mener ph.d-studerende i evolutionsbiologi ved Aarhus Universitet, Lena Grinsted, er specielt interessant:

»Det påviser ”Hamiltons regel” på en alternativ måde,« fortæller hun:

»I dette forsøg var der indsat både store og små madskåle. Robotterne kunne hver især hente små madskåle ind, men skulle samarbejde hvis de skulle slæbe de store ind.«

I de forsøg hvor der var både store og små madskåle i arenaen, var det kun de robotter, der var genetisk beslægtede, der udviklede sig til at samarbejde.

»Der sker præcis dét, som ”Hamiltons regel” forudser, der vil ske i naturen,« påpeger hun.

»Det er en ulempe for den enkelte at samarbejde om de store madskåle, fordi det går langsommere med at hente dem ind. Deri ligger det altruistiske i handlingen for det enkelte individ. Men de enkelte robotter lærer alligevel at samarbejde over generationer, fordi samarbejde øger chancen for at individets eget genmateriale bliver overført til næste generation.«

Dette sker altså i dette tilfælde indirekte, gennem slægtskab, og dermed igennem deling af identiske gener med de andre individer i gruppen. 

Lena Grinsted fortæller, at valget for et individ står mellem at sikre 100 procent af sine egne geners direkte videreførsel til næste generation gennem en selvisk adfærd, eller indirekte at sikre en gruppe af beslægtede organismers genetiske videreførsel gennem altruisme og samarbejde.

I den sidste situation sikrer individet nemt en overførsel af FLERE end 100 procent af sine egne gener – også selvom selve individet selv går tabt og derfor betaler den højest tænkelige pris for den altruistiske adfærd. 

»Denne indirekte fordel gælder dog naturligvis ikke hvis organismen – eller robotten – ofrer sig for ubeslægtede individer, hvilket netop er hvad Hamiltons regel forudsiger.«

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med 1 million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Danske corona-tal

Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.