sábado, 15 de agosto de 2015

Científicos computacionales han encontrado que las extinciones en masa aceleran el proceso de evolución.



Un equipo de ciencias de la computación de la universidad de Austin en Texas ha encontrado que los robots virtuales evolucionan de forma rápida y eficiente después de enfrentar una extinción en masa virtual, la cual fue modelada a partir de desastres medioambientales del mundo real tales como la cual destruyó a los dinosaurios no aviares. Más allá sus implicaciones en el desarrollo de inteligencias artificiales, esto apoya la idea de que las extinciones en masa aceleran la evolución desencadenando nuevas adaptaciones.
Risto Miikkulainen y Joel Lehman los coautores del estudio publicaron en el journal PLOS One, una serie de simulaciones decisiones en masa que promueven el desarrollo de nuevas características y habilidades en los linaje sobreviviente.
“La destrucción focalizada puede conllevar a resultados sorprendentes,” dijo el Profesor Miikkulainen de la universidad de Austin. “Algunas veces tienes que desarrollar algo que parece objetivamente malo, con el objeto desarrollar herramientas que necesitas para mejorar”.
En la biología, las extinciones en masa son conocidas por ser altamente destructivas, borrando una gran cantidad de material genético del árbol de la vida. Pero algunos biólogos evolutivos a la hipótesis que los eventos de extinción en masa  acelerar el proceso de evolución al promover que aquellos linajes con el mayor potencial evolutivo sobrevivan. Lo cual significa que aquellos que pueden desarrollar adaptaciones más rápidamente permanezcan.
Miikkulainen y Lehman encontraron al menos en los robots virtuales este fenómeno. Por años, los científicos computacionales han empleado los algoritmos inspirados por la evolución para entrenar los cerebros de los robots virtuales, los cuales se denominan redes neurales, para mejorar el desempeño en una tarea de una generación a la siguiente. El equipo a la gracia de Austin se enfocó en la utilidad de la extinción en masa para mejorar el proceso evolutivo de los robots virtuales.
En las simulaciones computarizadas, las conectan las redes neurales para simular piernas robóticas con el objetivo de evolucionar al robot virtual de forma tal que pudiera caminar de forma suave y estable. Al igual que sucede con la evolución en el mundo real, el mecanismo de variabilidad empleado fueron las mutaciones aleatorias. Los científicos han modelado diferentes nichos en los cuales se fijaran diferentes rasgos y adaptaciones.
Después de cientos de generaciones, evolucionaron un amplio rango de comportamientos robóticos para enfrentarse a los nichos, muchos de los cuales no fueron directamente útiles para caminar. Posteriormente los investigadores eliminaron de forma aleatoria, es decir eliminaron en base a la deriva genética sin tener en cuenta la adaptabilidad inmediata de la población al 90% de los individuos en cada uno de los nichos, imitando de esta forma el proceso de extinción en masa.
Después de varios ciclos de extinción y evolución, los linajes sobrevivientes eran los más adaptables y por lo tanto, eran aquellos capaces de producir una mayor gama de comportamientos y adaptaciones. Adicionalmente se compararon las simulaciones que no involucraban extinciones en masa con respecto a aquellas simulaciones que si involucraban las extinciones en masa. El resultado de esta comparación, fue que los modelos que empleaban la extinción en masa producirían robos virtuales con mejores adaptaciones para caminar.
Las aplicaciones prácticas de esta investigación incluyen al desarrollo de robots reales que pueden caminar de forma más fluida y que pueden evadir obstáculos con mayor facilidad, como aquellos obstáculos generados por los restos de edificios destruidos después de un terremoto, o para la exploración de terrenos difíciles en minas o en otros planetas.
“Esto es una excelente ejemplo de cómo la evolución produce grandes cosas de forma indirecta y sin una planificación” explica el Profesor Lehman, un antiguo investigador postdoctoral del laboratorio de Miikkulainen, que ahora trabaja en la universidad de Copenhague.  Él y otros estudiantes de Miikkulainen como Kenneth Stanley han publicado recientemente un libro popular de divulgación científica denominado: “El mito del objetivo: por qué la grandeza no puede ser planificada.” “incluso la destrucción puede conllevar a la creatividad evolutiva”.
Fuentes:
ScienceDaily.
Joel Lehman , Risto Miikkulainen. Extinction Events Can Accelerate EvolutionPLoS One, 2015 DOI: 10.1371/journal.pone.0132886

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