京都大学、九州工业大学和静冈大学的研究小组发现了一个新的、看似矛盾的规则,即当生物体的“复杂适应系统”进化时,辅助系统的特性先于系统本身发生。
随着时间的推移,生物体进化的特点是复杂性(生物系统的组件数量和元素之间的关系数量)增加。增加的复杂性往往与生物系统的环境适应性有关,我们称之为“复杂适应性系统”。
复杂适应系统的一个典型例子是以蚂蚁和蜜蜂为代表的群居昆虫群。研究小组试图通过模仿在蚂蚁中看到的“群机器人通过信息共享进行群体觅食”的群体机器人来验证复杂的自适应系统是如何实现的。
群机器人仅通过对信息素的反应系统来集中于信息素,从而导致交通拥堵和碰撞。因此,为了成功觅食,需要一种称为“交通规则”(入境个人优先于出境个人)的监管机制。
课题组认为这种基本系统(使用路标信息素)和调节系统(交通规则)的层次结构涉及复杂自适应系统的进化,课题组使群机器人像生物。进行了模拟。然后,我发现了一个令人惊讶的机制,即监管系统的进化先于核心系统。换句话说,首先进化出只有调节系统的群机器人,从群机器人中,会出现也有核心系统,实现复杂的适应系统的群机器人。
可以说,这一结果为生物系统普遍表现出的“适应性复杂性进化”如何发生提供了一个新的理论框架。