進化と学習の相互作用によるハイブリッドな適応システムの解析とその工学的応用

进化与学习交互的混合自适应系统分析及其工程应用

• 批准号: 16700139
• 负责人: 鈴木 麗璽
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16700139/
• 关键词: 進化と学習; Baldwin効果; 表現型可塑性; NK適応度地形; 遺伝的アルゴリズム; 人工生命; ハンター問題; ニッチ構築

本年度は,人工生命手法に基づく次の進化実験と解析を行った.1.前年度に続き,遺伝子間の非線形な相互作用であるエピスタシスが表現型可塑性進化に及ぼす影響について明らかにするため,エピスタシスの強さを調節可能な量的形質の表現型可塑性の進化モデルを用いた実験をさらに進めた.一連の研究で得た知見である3段階からなるBaldwin効果を中心に研究成果を総合し,人工生命に関する国際的な論文誌であるArtificial Life誌において成果をまとめた[Suzuki and Arita 2007].2.Baldwin効果に代表される進化と学習の相互作用に関して様々な議論がなされてきたが,従来の研究では,一回きりのBaldwin効果が生じる過程のみが注目されてきた.そこで,形質の適応性とエピスタシスの影響に相関が存在する多峰性の適応度地形を用い,表現型可塑性の進化に関する計算機実験を行った.その結果,Baldwin効果が繰り返し生じ,集団は進化のみの場合と比較してより高い適応度を獲得することができた[Suzuki, R. and Arita, T. : Repeated Occurrences of the Baldwin Effect Can Guide Evolution on Rugged Fitness Landscapes, Proceedings of the IEEE Symposium on Artificial Life (CI-ALife'07), pp. 8-14, 2007.]3.生物による環境条件の改変であるニッチ構築が進化に与える影響が注目されている.学習は環境と個体との相互作用で生じるため,環境条件の変化は学習の進化に大きな影響を及ぼすと言える.そこで,進化,学習,ニッチ構築間の相互作用を理解するための第一歩として,進化・学習・ニッチ構築が同時に存在する抽象モデルを構築し,予備的な実験を行った.

今年，我们基于人工生命技术进行了以下进化实验和分析： 1. 延续去年，为了阐明基因之间的非线性相互作用上位性对表型可塑性进化的影响。强度可调我们进一步使用数量性状表型可塑性的进化模型进行了实验，Artificial 杂志。 《生活》杂志[铃木和有田]总结了结果2007]。关于进化与学习之间的相互作用，以鲍德温效应为代表，已经进行了各种讨论，但传统研究仅关注鲍德温效应发生的过程，而特征适应性和上位性仅发生一次。我们使用具有相关效应的多模态适应度景观对表型可塑性的进化进行了计算机实验。结果表明，鲍德温效应反复发生，并且群体变得比单独进化的情况更适应。 [铃木， R. 和 Arita, T.：鲍德温效应的重复出现可以指导崎岖健身景观的进化，IEEE 人工生命研讨会论文集 (CI-ALife'07)，第 8-14 页， 2007.] 3. 生态位构建（即生物体对环境条件的改变）对进化的影响一直备受关注。由于学习是通过环境与个体之间的相互作用而发生的，因此环境条件的变化对进化有很大的影响。因此，作为理解进化、学习和生态位构建之间相互作用的第一步，我们构建了一个进化、学习和生态位构建同时存在的抽象模型，并进行了初步实验。

项目成果

The Dynamic Changes in Roles of Learning through the Baldwin Effect

• DOI: 10.1162/artl.2007.13.1.31
• 发表时间: 2007
• 期刊: Artificial Life
• 影响因子: 2.6
• 作者: Reiji Suzuki;Takaya Arita

進化の過程において学習の役割はいかに変異するか?

学习的作用在进化过程中有何变化？

• 发表时间: 2005
• 期刊: 情報処理学会論文誌:数理モデル化と応用 Vol.47
• 作者: 鈴木麗璽;有田隆也
• 通讯作者: 有田隆也