NeoFronteras

Robots altruistas

Área: Biología — lunes, 9 de mayo de 2011

Aparece el altruismo entre robots mediante mecanismos evolutivos al uso si hay parentesco entre ellos.

Foto
Uno de los robots (A) y la red neuronal que se simula (B). Fuente: Markus Waibel1, Dario Floreano y Laurent Keller.

El origen del altruismo y la cooperación en humanos y animales sociales ha sido un asunto complicado de explicar por parte de la teoría evolutiva. ¿Existen los genes altruistas?
Ahora, el especialista en robótica Dario Floreano y el biólogo Laurent Keller arrojan luz sobre el asunto. Han usado robots muy simples para simular la evolución genética en cientos de generaciones y proporcionado pruebas de las implicaciones que tiene la selección sobre la aparición del altruismo cuando hay parentesco.
El altruismo consiste en el sacrificio de las ganancias individuales para conseguir un bien superior para la comunidad o un semejante. Pero la idea elemental de selección natural operando sobre los individuos y seleccionando aquellos con mayor éxito reproductor no parece explicar su origen. Simplemente parece que si surgen los genes altruistas deben ser eliminados por selección natural. Sin embargo, en la Naturaleza se han encontrado genes altruistas que son expresados y pasan de generación en generación. Así por ejemplo, las obreras de un hormiguero son estériles y sacrifican sus vidas por una colonia en la que sólo la reina y machos se reproducen, simplemente no transmiten sus genes y su comportamiento debía ser eliminado por la selección natural.
En los años sesenta se propuso el mecanismo de selección de parentesco para explicar el altruismo. Si, por ejemplo, un individuo comparte comida con un familiar cercano, sus posibilidades de supervivencia pueden disminuir, pero a la vez aumenta las posibilidades de que sus genes pasen a la siguiente generación a través de ese familiar, ya que comparte genes con ese familiar. Es lo que se conoce como regla de Hamilton. Según esta idea, la capacidad de compartir comida (o cuidados) sería proporcional al grado de parentesco. En el caso de los insectos sociales esto está mucho acentuado porque las obreras comporten muchos genes con los individuos a los que cuidan debido a un reparto de cromosomas singular.
La regla de Hamilton ha sido muy debatida en círculos académicos porque parece demasiado simple para ser cierta. Recientemente algunos investigadores incluso han desafiado la idea de que el parentesco sea necesario para la evolución del altruismo. Martin Nowak, de la Universidad Harvard, es el principal oponente.
Pero el estudio de esta característica en organismos reales es imposible porque un experimento de estas características necesitaría de cientos de generaciones y además hay demasiadas variables en juego.
Sin embargo, en los experimentos de Floreano, los robots evolucionan rápidamente gracias al uso de genes simulados y además se puede medir bien los costes y beneficios asociados a los distintos rasgos de esos genes. Según Keller los resultados obtenidos se ajustan notablemente bien a la regla de Hamilton y los genes altruistas pasan de una generación a la siguiente.
En experimentos previos estos investigadores ya mostraron que era posible obtener robots forrajeadores que realizasen tareas simples, como empujar semillas por el suelo hasta llevarlas a su destino. Esos robots evolucionaban a lo largo de las distintas generaciones, de este modo, aquellos que no empujan bien las semillas (realmente unos pequeños discos) hasta el sitio adecuado no eran seleccionados para pasar su código informático (genes) a la siguiente generación. Los robots además mutaban y se recombinaban (su código informático se mezclaba como si se reprodujeran entre sí) y los mejores eran seleccionados de tal modo que, con el tiempo, empujaban cada vez mejor las semillas.
Estos robots miden sólo un par de centímetros de alto y tienen dos ruedas operadas de manera independiente. Su “sistema nervioso” está compuesto por sensores y una cámara que les permite detectar esos pequeños discos. No hace falta decir que el soporte físico es siempre el mismo y los “verdaderos individuos” son los programas que controlaban esos robots. Las representaciones virtuales de estos robots tenían lugar en un computador y era ahí donde se simulaban sus genes, mutaciones, reproducción y comportamiento.
En el nuevo estudio añadieron una novedad: cuando los robots empujaban las semillas hasta su sitio tenían que decidir si las compartían o no con otros. En los experimentos, que duraban 500 generaciones, se establecieron distintos escenarios altruistas y distintas relaciones de parentesco entre los individuos. De este modo, en los distintos grupos de individuos podía haber “clones”, “hermanos”, “primos” o podían no estar emparentados según 33 “genes”.
El altruismo surgía rápidamente en el sistema. Los grupos que compartían según las regla de Hamilton funcionaban mejor y pasaban su código a la siguiente generación.
Además, el análisis cuantitativo reveló que el comportamiento de estos robots seguía la regla de Hamilton incluso cuando hay presencia de interacciones múltiples. La regla de Hamilton original tiene una visión limitada y aislada de la interacción entre genes, mientras que las simulaciones genéticas de estos robots integran efectos sobre un gen o múltiples genes y aún así se mantienen las predicciones de la regla de Hamilton.
La evolución de la cooperación no sólo se pueda dar en sistemas biológicos y sociales, sino también en robots. Incluso un robot tan tonto como el tipo usado en estos experimentos puede ser un héroe.

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Fuentes y referencias:
Nota de prensa.
Artículo original.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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15 Comentarios

  1. lluís:

    Todo esto es realmente sorprendente(si se acepta como hecho establecido)y se cargaría la “esencialidad” filosófica o metafísica del ser humano.De todos modos teniendo en cuenta que la selección natural premia conductas competitivas, el asunto del altruísmo genético lo veo poco claro, en el sentido de que más bien parecería un constructo social, fruto del aprendizaje o del entorno.
    Saludos.

  2. Miguel Angel:

    Estimado lluis:

    No comparto lo que dices en tu comentario, que está muy en la línea de lo que dice Dawkins sobre el altruismo.

    Dawkins no es absolutamente nadie en el mundo de la ciencia. Es un personaje mediático que se ha hecho famoso por fustigar al “diseño inteligente”, cosa fácil dada la carga de pruebas que aporta el evolucionismo.

    Da lástima leer su pretendida demostración de la inexistencia de Dios con la batallita del avión 747, cuando ya sabemos que no es falsable y cae en la falacia de Boyle. Encima ha conseguido vender tropecientos libritos a muchos ateos que tienen la ilusión de demostrar la inexistencia de Dios. Luchando contra el fanatismo religioso cae una y otra vez en el fanatismo ateo.
    Un auténtico científico no plantea el problema de la existencia de Dios porque NO ES FALSABLE y por tanto viola las reglas del método científico. Creo que tiene razón Mario Bunge: no es un científico.

    Neo: ¿no quedamos en que en está página no tenían cabida las paraciencias?

    Saludos

  3. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    Pues es verdad, Dios no es falsable, y no se puede hablar de él en calidad de científico (ni en un sentido ni en otro). Tiene toda la razón en ese aspecto. Supongo que sí se puede hablar de él en calidad de persona o de filósofo (no digamos ya en calidad de teólogo).
    Dentro de Dios no cabría todo, al menos que dejemos la lógica a un lado, pero incluso la contradicción lógica se puede permitir el concepto de Dios. Así que tampoco puede ser negado de ese modo.

    Dawkins no es un genio, pero tiene el mérito de haber propuesto la teoría del gen egoista entre otras cosas. Su carrera científica es la que es y es probablemente mejor que la de muchos de nosotros. Así que empezar un argumento con un ataque ad hominem quita peso al mismo argumento, lo siento.
    Es verdad que no se puede demostrar la inexistencia de Dios, pero Dawkins, al que se le presume cierta inteligencia, no hace exactamente eso en su libro. Lo que él pretende es, más bien, señalar las maldades de la religión. Y esto sí puede ser falsable, y en algunos casos es innegable (como también las buenas cosas que tiene).
    El fenómeno religioso es, por otra parte, objeto de estudio, incluso desde el punto de vista científico. Por aquí hemos visto algún ejemplo.

    Probablemente, de todas las pérdidas de tiempo que se pueden tener en esta vida una de las más vanas es meterse con Dios. Se pueden conseguir cosas mucho más fructíferas de muchas otras maneras. Esto de meterse con Dios es algo a lo que cierta gente se dedica. Allá ellos. Es una tontería intentar convencer a los creyentes de que no crean en Dios. Y convertir el ateísmo en una nueva religión sin estilo y zafia no parece tampoco una buena idea.
    También hay gente que pierde mucho tiempo hablando a favor de Dios y practicando los rituales de su religión. Allá ellos, porque pierden todavía más tiempo y quizás de tanto pensar en el más allá se pierden el más acá.
    La vida está hecha de tiempo, al fin y al cabo. Una vez agotado el propio se termina el juego. Se acabó. Así que hay que planificar con sabiduría cómo se emplea.
    Cada cual encuentra la felicidad y el sentido a la vida como puede. Y hay que dejar que cada cual lo intente a su modo. Todos tienen derecho a equivocarse. Es lo que llamamos libertad.
    Los que creemos que la vida no tiene sentido quizás lo tenemos mejor porque no buscamos respuestas a preguntas fáciles de formular e imposibles de responder.
    Las preguntas científicas, sin embargo, sí se pueden intentar responder.
    Aunque se echa de menos un poco de pensamiento crítico y racionalidad en este mundo, y da la impresión de que sobran dogmas (de muchos tipos, incluso políticos). De seguro que el mundo sería mucho mejor si cada cual pensara por sí mismo. Pero eso cuesta esfuerzo y es más fácil seguir unos dogmas que se asumen por ciertos y ya está. De esta manera de regirse a veces no se libran ni los ateos.

    El ser humano es un ser emocional y no lo queremos ver. Cuando atacan nuestra religión, o nuestro ateismo, o nuestro partido político o nuestro equipo de fútbol, asumimos que nos atacan a nosotros y devolvemos una respuesta emocional en lugar de racional. Éste es el origen de muchos conflictos.
    Hay que reservar las emociones (sobre todo las positivas) para la pareja, familia, amigos…

    Para terminar ya. Sobre el asunto de las pseuciencias y similares las reglas están recogidas en dos páginas:

    http://neofronteras.com/?page_id=726
    http://neofronteras.com/?page_id=15

    Estas páginas se redactaron con cuidado en su día para evitar emboscadas y proporcionan unas reglas de juego claras.
    Se espera, de todos modos, que si los científicos no van a las iglesias a negar a Dios, en reciprocidad los creyentes no vengan por aquí a hacer apología de su existencia.
    Vamos, que es aquello de “al Cesar lo que es del Cesar y a Dios lo que es de Dios”.

    De todos modos, si cree que usted ha contravenido esas normas, y si así lo desea, su comentario puede ser eliminado. Pero sería preferible que no, al fin y al cabo siempre se ha permitido alguna que otra veleidad por aquí.

  4. tomás:

    No puedo estar de acuerdo con mi muy estimado y admirado lluís porque la experiencia llevada a cabo nada tiene que ver con la “”esencialidad” filosófica o metafísica del ser humano”. Tampoco en que el altruismo sea “un constructo social, fruto del aprendizaje o del entorno.”
    Tenemos tres entidades sobre las que estamos elucubrando: gen, individuo y especie. También algunas teorías sobre sus interrelaciones. Estas barajan conductas tales como el egoísmo, el altruismo dentro de la selección natural. Pues bien, solo la experimentación nos permitirá sacar conclusiones válidas, así que el artículo me parece que da noticia de algo muy interesante.
    Quisiera aportar que el ejemplo de las obreras que no pueden reproducirse y que parece ir contra la selección natural, no es significativo. En mi opinión, la verdadera especie está constituida por la hembra madre y el macho fecundador, siendo las obreras un mero instrumento intermedio y útil para la perpetuación. Me baso para decir esto en que no damos categoría de especie a aquellos seres incapaces de reproducirse, como suele suceder con los híbridos. Sencillamente, si no puede reproducirse de alguna manera no forma parte de una especie. En este caso, las reinas son capaces de dar existencia a esos instrumentos.
    En cuanto al comentario de Miguel Angel me asombra por su agresividad irrazonable. Su última frase está pidiendo a gritos que se aplique a sus palabras, lo que realiza Neo con toda suficiencia.
    Dawkins, ha realizado importantes aportaciones a la ciencia, como por ejemplo el concepto de “meme”. Pero nadie es perfecto y me parecen contraproducentes algunos de sus actos antirreligiosos pese a estar de acuerdo en lo pernicioso de la existencia de las estructuras religiosas actuales y pasadas, además de temer sus futuras posturas ante el porvenir que se avecina. Creo imprescindible limitar la población e imagino que aconsejarán lo contrario basándose en el actualmente imposible de mantener: “… creced y multipicaos…”.

    Por último, sólo desearía dejar constancia de que la contradicción es incompatible con la existencia. Es, para mí, la prueba más sólida de la imposibilidad de un ente que posea una propiedad y la opuesta. Sólo quizá, si lo definimos ya, de entrada, como aquel que es capaz, en su omnipotencia de ser y no ser, simultáneamente: ¿MC, en la que lluís está tan puesto? Para mí -observador- no es y para el creyente -también observador-, sí. Claro que, de esta manera, todo es posible. Ya me dirás, lluís, si puede estudiarse así la cosa. Pero todo esto son banalidades en esta página, aunque no tanto si lo tomamos como un ejercicio divertido.
    Saludos.

  5. PS Neutri:

    Para empezar, me parece sublime el comentario de la religión de Neo, refleja perfectamente lo que pienso al respecto y el hecho de que la religión tiene sus cosas buenas y malas, como todo.

    Y volviendo al artículo, me parece una pasada lo de los robots evolucionistas, no sabía que se podían hacer este tipo de experimentos y que en un futuro puedan ser mas complejos, simulando incluso comportamientos humanos…

    Al fin y al cabo estamos simulando una inteligencia que evoluciona, se adapta y se reproduce. Y al fin y al cabo eso es la vida, un conjunto de materia que intenta sobrevivir, la inteligencia es simplemente la consecuencia lógica de este proceso, aunque debido a la complejidad, un poco tardía.

    Un saludo! =)

  6. Miguel Angel:

    No ha tardado en confirmarse lo que vaticinaba Neo sobre el peligro de herir susceptibilidades. Lo curioso es que en anteriores comentarios que he hecho cuestionando el “diseño inteligente” o las advertencias de Ratzinger sobre los peligros de la ciencia no pasó absolutamente nada.

    Precisamante me decidí ha empezar a escribir en esta página al leer unos comentarios en los que se estaba pasando de la crítica al fanatismo religioso a intentar dar argumentos irrefutables sobre la inexistencia de Dios. Recibí algunos apelativos poco afectuosos como “troll” y tampoco pasó nada, ni yo me dí por insultado ni hubo actuación por parte de Neo.

    Mi argumento cuestionado a Dawkins se ha usado en esta misma página por parte de Neo para situar a las cuerdas en los límites de la ciencia: estoy de acuerdo con incluir a las cuerdas entre los sospechosos y por la misma razón creo que habría que incluir a Dawkins en el mismo lugar.
    Como dice Neo: “al´césar lo que es del césar… y no sigo”.

    Volviendo altruismo, ¿podría haber un gen altruista?…calor que es posible o muy probable dado que en la naturaleza viva no aparece ninguna característica que no permitan los genes.

  7. lluís:

    Uff!!, demasiado trabajo.Os contestaría a todos, pero llenaría unas cuantas páginas.Y no se trata de esto.Tomás,amigo, sólo decirte que entiendo tu punto de vista, y que no estoy tan “puesto” en MC, como dices.Tengo nociones, eso sí.Aunque en general, me reafirmo en lo que dije en mi primer comentario.
    Cordiales saludos.

  8. lluís:

    Uff!!, demasiado trabajo.Os contestaría a todos, pero llenaría unas cuantas páginas.Y no se trata de esto.Tomás,amigo, sólo decirte que entiendo tu punto de vista, y que no estoy tan “puesto” en MC, como dices.Tengo nociones, eso sí.Aunque en general, me reafirmo en lo que dije en mi primer comentario.
    Cordiales saludos.
    Se me olvidaba, Mario Bunge, el físico y filósofo argentino,tambien toma a las religiones como pseudociencia.Lo digo porque alguien citó a Bunge, pero un tanto sesgadamente.
    Cheers!

  9. NeoFronteras:

    Estimado Miguel Ángel:
    No se confunda. Las cuerdas son una idea que pretende ser un teoría científica. Lo que mantiene Dawkins es su opinión sobre la religión. Simplemente hace uso de su libertad de expresión. No es lo mismo.
    Insisto que no merece la pena perder el tiempo discutiendo sobre seres imaginarios. El tema son los robots en los que aparece el altruismo.

  10. tomás:

    Pero, amigo lluís, deberías explicar tus afirmaciones, las dos principales que señalo. Ya sabes cuantas veces en la historia se ha echado la culpa a un saber científico de “rebajar al hombre”. Y, sin embargo, alguien dijo y le creo, que “no es la mayor fuerza ni la mayor inteligencia la que permitirá la supervivencia, sino la mejor adaptabilidad” -o algo parecido-. Por ello pienso que tanto en el “escalón” gen, como en el de individuo, o en el de especie, ha de haber comportamientos que conlleven el egoísmo y otros el altruismo, y que se usarán uno u otro o una mezcla dirigida hacia esa adaptación en los tres “escalones” y ello permitirá esa mayor reproducción que mantendrá la especie o la hará modificarse o perecer. El que haya tantos ejemplos de altruismo y tantos de egoísmo me da pié para pensar que estoy en lo cierto.
    Aquí se ha hecho una experiencia que avala que el altruismo favorezca la adaptación,pero otras condiciones podrían demostrar que también el egoísmo pueda hacerlo -por ejemplo introduciendo un robot predador, o alguna limitación en el alimento, o variedades en el mismo que hicieran competir por el mejor-. Y hemos leído algún artículo -no recuerdo cuales- en los que parecía apuntarse que algunos individuos egoístas eran buenos para el porvenir del conjunto.
    Un gran abrazo.

  11. lluís:

    Querido amigo tomás,tienes razón en que debería razonar mis afirmaciones,pero es que esto tipo de debates en realidad me cansan un poco.He discutido estos temas tantas veces que al final tengo la sensación de que me repito hasta el aburrimiento.Por lo demás,sólo diré que cambiaré mi idea sobre la cuestión,cuando aparezca “el gen atruísta”.Soy de los que cambian de idea cuando cambian los hechos.Pero para decir alguna cosita diré que no niego que existan conductas altruístas,sólo faltaría,y además hay ejemplos cotidianos.Pero en el fondo,si examinamos casos de altruísmo,podemos ver que en ellos hay,normalmente,componentes egoistas(aquello a lo que se refiere Dawkins,cuando habla de “genes de barbas verdes”,o,claramente,conductas espontáneas y por ello irreflexivas.Ah!,y cuando hablas de genes,no olvides las enzimas,sin las cuales los genes andarían bastante cojos.
    Para terminar y en atención a lo que se ha hablado,aqui,sobre religión,ateismo y demás,la falta de datos sólidos o de hipótesis verosímiles que expliquen los mecanismos de los fenómenos que aparecen en la literatura sagrada,las convierten claramente en candidatas a “pseudociencia”;y que si la opción es entre religiónes organizadas y una “religión” atea,dado que Neo,comenta que ciertos prácticas ateas,hacen que el ateismo se convierta en una religión,desde luego eligo la “religión atea”…No quería entrar en esto,pero ya puesto,dicho queda.
    Un abrazo,tomas.

  12. NeoFronteras:

    Apreciado Lluís:
    No tiene por qué haber genes altruistas aunque haya altruismo. El altruismo puede ser una propiedad emergente producto de muchas cosas, incluso de varios genes interrelacionados.
    Se ha proyectado una idea a veces errónea de las bases de la evolución, producto de una divulgación fácil.
    Si todo lo reducimos a la supervivencia del más fuerte ciertas cosas no se pueden explicar. Lo importante es el éxito reproductor y éste no tiene por qué estar ligado a la supervivencia. Cooperar puede producir más descendencia y seleccionar así genes ligados al comportamiento que faciliten esa cooperación. Un ejemplo es el ser humano. Pero también tenemos simbiosis mutualistas y otras cosas que no consisten en que el más fuerte sobrevive y ya está.

    En cuanto a lo de las religiones ateas no me refería a nada que haya aparecido por aquí en NeoFroneras.
    Lo importante es ser inteligente en la batalla contra el fanatismo, no subestimar al adversario y tratar que la gente piense por sí misma. Eso basta. La elegancia y buenas maneras son más efectivos que el ataque burdo. Si se critica el fanatismo de los religiosos y se usa una actitud fanática para atacarlos entonces se está al mismo nivel. De nuevo, no visto por aquí, ni tampoco creo que lo haga Dawkins, pero esos que querían organizar la procesión atea en semana santa…
    Al fin y al cabo, el porcentaje de gente religiosa decrece en los países avanzados con el tiempo. El acceso a la cultura y a otras culturas hace que no nos creamos el “pueblo elegido”.

  13. joabbl:

    Buf, vaya lío que se ha montado con los robots altruistas. No había leído el artículo porque el resultado no me parece sorprendente aunque el método de demostración si que es muy ingenioso. En cuanto a los comentarios como ya está dicho todo no voy a repetir. Sólo diré que del comentario 1 al 2 pasamos de criticar unas ideas “filosóficas” al ataque personal con nombre y apellidos, cosa que no comparto. La religión (o cripto-religión) siempre está a la defensiva, parece. Y sin intención de añadir más leña al fuego añadiré que para mí hay una enorme distancia entre las religiones “positivas” (las de la gente, basadas en revelaciones, dogmas y buenismos varios) y la religión “inquisitiva” que se pregunta si hay alguna inteligencia o designio (seguramente neutral e indiferente a nuestras miserias) detrás del universo. La segunda me interesa desde siempre y de la primera mejor no diré mi opinión, que ya está bien y me pueden llamar cosas.

    Saludos

    PD: Ya que se ha nombrado a Dawkins, en su libro El Espejismo de Dios en una sección sobre las “demostraciones” de que Dios existe y que es como lo pintan los buenos y piadosos creyentes, habla del “Argumento de la Catástrofe Incompleta (ACI, digamos)”, que me hizo muchísima gracia. Es algo así como:

    ACI: Se estrella un avión con 200 pasajeros. Mueren casi todos, pero se salva una bella azafata y un niño de 5 años, que salen ilesos. Luego Dios existe y es bueno. No hacen falta más demostraciones. Se acabó.

    Más saludos

  14. Miguel Angel:

    Estimados tomás y joabbl:

    Como dice Neo el argumento ad hominem “quita peso” al razonamiento posterior, lo he estado revisando y es exacto: quita peso al argumento posterior, pero no implica que la conclusión posterior sea errónea ya que estaríamos cayendo en otra falacia. El argumento ad hominem solo implica que la argumentación empleada es incorrecta.

    Es decir que tendría que haber empezado argumentando mis afirmaciones antes de decir “Dawkins no es nadie en el mundo de la ciencia)… mi argumentación está en la línea de Mario Bunge: las dos teorías a las que hacemos referencia (memes y gen egoista) no son falsables en el momento actual (necesitaríamos experimentar con personas de verdad durante generaciones, tampoco podemos asegurar nada acerca del hipotético gen egoista o el gen altruista), si no son falsables ¿podemos decir que cumplen los requisitos de la Ciencia?). Las teorías de Dawkins no son compartidas ni mucho menos por toda la comunidad científica, Stephen Jay Gould también podría decir algo al respecto y constituye un firme opositor a las teorías de Dawkins (pero en esto no voy a entrar porque se trata simplemente de dos corrientes y las afirmaciones de Gould tampoco se ha sometido a experimetación).

    Lo que dice claramente Bunge es que “Dawkins no es un científico de verdad” y esto es mas serio…

    Abrazos

  15. Miguel Angel:

    Estimado lluis:

    Es que no se trata de una dicotomia entre fanatismo religioso y fanatismo ateo: existen otras posiciones como el agnosticismo que además resulta ser la postura mas aceptada desde un punto de vista extrictamente científico. Es mas, la Ciencia es agnóstica en lo que respecta al tema de la “existencia de Dios” (no hablamos de religiones, sino de si existe o no), como ha cofirmado Neo no es falsable. A partir de ese agnosticismo, somos libres de pensar que pueda existir o no basándonos en indicios y argumentos que no podemos comprobar a dia de hoy (agnosticismo débil) o incluso nunca podremos (agnosticismo fuerte)

    Abrazos

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