In the most extensive robot evolution systems, both the bodies and the brains of the robots undergo evolution and the brains of 'infant' robots are also optimized by a learning process immediately after 'birth'. This paper is concerned with the brain evolution mechanism in such a system. In particular, we compare four options obtained by combining asexual or sexual brain reproduction with Darwinian or Lamarckian evolution mechanisms. We conduct experiments in simulation with a system of evolvable modular robots on two different tasks. The results show that sexual reproduction of the robots' brains is preferable in the Darwinian framework, but the effect is the opposite in the Lamarckian system (both using the same infant learning method). Our experiments suggest that the overall best option is asexual reproduction combined with the Lamarckian framework, as it obtains better robots in terms of fitness than the other three. Considering the evolved morphologies, the different brain reproduction methods do not lead to differences. This result indicates that the morphology of the robot is mainly determined by the task and the environment, not by the brain reproduction methods.


翻译:在最为广泛的机器人进化系统中,机器人的身体和大脑均经历进化过程,且"新生"机器人的大脑在"诞生"后立即通过学习过程进行优化。本文关注此类系统中的大脑进化机制,具体比较了将无性或有性大脑繁殖与达尔文或拉马克进化机制组合而成的四种方案。我们在可进化模块化机器人系统的仿真中对两种不同任务进行了实验。结果表明,在达尔文框架下机器人大脑的有性繁殖更优,但在拉马克框架下效果相反(两者采用相同的幼体学习方法)。我们的实验表明,整体最优方案是将无性繁殖与拉马克框架相结合,该方法在适应度方面能获得优于其他三种方案的机器人。考虑到进化后的形态,不同的大脑繁殖方法并未导致差异。这一结果表明,机器人的形态主要由任务和环境决定,而非大脑繁殖方法。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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