Искусственный интеллект. Этапы. Угрозы. Стратегии

Даже простые процессы эволюционного поиска иногда приводят к совершенно неожиданным для пользователя результатам, которые тем не менее формально удовлетворяют поставленным критериям.

Область способного к эволюции аппаратного обеспечения представляет много примеров данного явления. Поиск проводится при помощи эволюционного алгоритма, который прочесывает пространство возможных схем аппаратных средств и тестирует каждую из них на пригодность путем реализации каждого варианта в виде интегральной схемы и проверки правильности ее функционирования. Часто в результате эволюционного дизайна удается достичь значительной экономии. Например, в ходе одного из подобных экспериментов была обнаружена схема дискриминации частот, которая функционировала без тактового генератора — компонента, считавшегося обязательным для выполнения такого рода функции. Исследователи оценили, что схемы, полученные в результате эволюционного дизайна, на один-два порядка меньше, чем те, которые для тех же целей создали бы инженеры-люди. Такие схемы использовали физические свойства входящих в них компонентов совершенно нетрадиционными способами, в частности, некоторые активные и необходимые для работы компоненты вообще не были соединены с входными или выходными ножками! Вместо этого они взаимодействовали с другими компонентами за счет того, что обычно считается досадными помехами: скажем, электромагнитных полей или нагрузки источника питания.

Другой эксперимент по эволюционной оптимизации с заданием разработать осциллятор, привел к исчезновению из схемы, казалось бы, еще более необходимого компонента — конденсатора. Когда успешное решение было получено и ученые посмотрели на него, то первой реакцией были слова: «Это не будет работать!» Однако после более тщательного анализа оказалось, что алгоритм, словно секретный агент Макгайвер[392], переконфигурировал свою материнскую плату, лишенную датчиков, в импровизированный радиоприемник, использовав дорожки печатной схемы в качестве антенны для приема сигналов, генерируемых компьютером, который располагался поблизости в той же лаборатории. Затем эти сигналы усиливались схемой и преобразовывались в выходной сигнал осциллятора[393]

.

В других экспериментах эволюционные алгоритмы разрабатывали схемы, которые определяли, что материнскую плату проверяли осциллографом или что в лаборатории в розетку включали паяльник. Эти примеры показывают, как программы в процессе свободного поиска могут изменить назначение доступных им ресурсов, чтобы обеспечить себе неожиданные сенсорные возможности такими средствами, которые привычно мыслящий человеческий ум не готов не только использовать, но и просто понять.

Тенденция эволюционного поиска: отыскивать «хитрые» решения и совершенно неожиданные пути достижения цели — проявляется и в природе, хотя мы считаем вполне нормальными знакомые нам результаты биологической эволюции, даже если и не были бы готовы спрогнозировать их. Зато можно провести эксперименты с искусственным отбором, в ходе которых увидеть работу эволюционного процесса вне рамок привычного контекста. В таких экспериментах исследователи могут создавать условия, редко встречающиеся в природе, и наблюдать за их результатами.

Например, до 1960-х гг. среди биологов было распространено мнение, что популяции хищников ограничивают свой рост, чтобы не попасть в мальтузианскую ловушку[394]. И хотя индивидуальный отбор работал против такого ограничения, многие считали, что групповой отбор должен подавлять индивидуальные склонности использовать любые возможности для продолжения рода и поощрять такое поведение, которое благоприятно сказывается на всей группе или популяции в целом. Позднее теоретический анализ и моделирование показали, что хотя групповой отбор и возможен в принципе, он способен победить индивидуальный отбор в очень редко встречающихся в природе условиях[395]

Зато такие условия могут быть созданы в лаборатории. Когда при помощи группового отбора особей мучного хрущака (Tribolium castaneum) попытались добиться уменьшения размера их популяции, это действительно удалось сделать[396]. Однако методы, благодаря которым был получен требуемый результат, включали не только «благоприятное» приспособление в виде снижения плодовитости и увеличения времени на воспроизводство, которых можно было бы наивно ожидать от антропоцентричного эволюционного поиска, но и рост каннибализма[397]