Как была смоделирована роль обучения в нервной сети? В чем состоит концепция органического отбора? Как влияет механизм обучения на эволюцию? Об этом рассказывает кандидат физико-математических наук Михаил Бурцев.

У роющих ос есть строго детерминированная генетическая программа, связанная с откладкой яиц. Они роют нору, парализуют жертву, подносят ее к входу в нору, проверяют, что в норе все в порядке, затем залезают и откладывают яйца. Личинки питаются парализованным насекомым, а потом рождаются новые особи. Оса не учится этому поведению, оно заложено в ее генах.

Рекомендуем по этой теме:
3338
Эволюция кооперации
Представьте себе, что некоторое поведение управляется сетью нервных клеток. В сети есть 20 связей, каждая из связей управляется одной мутацией. Для того чтобы эта сеть реализовала ту функцию, которая от нее требуется, необходимо, чтобы все связи присутствовали. Если мы начинаем со случайного набора связей (10 присутствуют, 10 отсутствуют), нам нужно, чтобы одновременно появились 10 мутаций, а если хотя бы одного элемента в нервной сети не будет хватать, то функция не будет выполнена. А это значит, что все эти мутации не будут отобраны в результате естественного отбора, потому что отбор происходит по результатам этой функции. В нервной сети какие-то связи могут быть установлены в процессе обучения. В самом базовом варианте мозг случайным образом переключает эти связи, и в какой-то момент все связи оказываются на месте, и тогда он получит необходимую функциональность, выучит тот навык, что должен получить. Если мы введем в нашу модель такую возможность, то за несколько поколений все мутации закрепятся отбором, фактически эта нейронная сеть становится врожденной. Это происходит потому, что даже добавление одной связи увеличивает вероятность того, что обучение приведет к тому, что наш искусственный агент в искусственной эволюции получит больше шансов доучиться, а значит, получит эволюционное преимущество. Таким образом, получается, что обучение облегчает и ускоряет эволюцию.