
Недавно исследователи из института робототехники и интеллектуальных систем в швейцарской высшей технической школе г. Цюриха сделали один шаг вперед, уча «роботов-матерей» самостоятельно собирать роботов-детей из составных частей, чтобы видеть, как хорошо они прогрессируют, выполняя сборку роботов-детей без помощи компьютерных моделей. На видео показан процесс сборки роботов-детей.
Видно, как манипулятор “робота матери” собирает из нескольких стандартных частей («активные» кубики с одной вращающейся стороной и меньшие по размеру «пассивные» кубики) нечто, способное двигаться (что назвали «роботами детьми».
Затем манипулятор транспортируют их в область тестирования, где они с помощью беспроводных технологий активируются. А установленная сверху видеокамера, наблюдает, как они шевелятся.
Когда тестирование «роботов-детей» завершено, их вручную разбирают и детали возвращают на место сборки, чтобы собирать новых «роботов-детей».По результатам тестирования, в программном обеспечении «робота-матери» сохраняются успешные “элитные” проекты (тех «роботов-детей», которые сумели переместиться на самое дальнее расстояние за наименьшее количество времени). Их эволюция будет продолжена в следующем поколении. Система также видоизменяет или «скрещивает» элиты.
Чтобы понять, как «мутация» и «скрещивание»роботов работает в эволюционной робототехнике, можно говорить об этом с точки зрения генов. Конструкция каждого «робота-ребёнка» может быть описан «геномом», состоящим из 1 – 5 генов, где каждый ген описывает особенности одного из модулей, из которых собран «робот-ребёнок», включая его “мозг” (в форме параметров двигательных команд). У «ребенка», собранного в первом видео, есть три «гена». И каждый «ген» включает информацию о том, как модули ориентированы и как каждый последующий модуль прикрепляется к предыдущему. В случае «мутации» может произойти одно из трех событий: к геному элиты наугад добавляют новый ген, , удаляют наугад один ген, или беспорядочно изменяют единственный параметр существующего гена. Таким образом, в контексте робота, который собирается в первом видео, возможно, что он получает другой модуль, (добавление гена), возможно один из его трех модулей будет удален (удаление гена). Или возможно, что третий активный модуль будет помещен не в центре конструкции, а будет смещён влево или вправо (изменение параметра существующего гена). В случае «скрещивания» элитных роботов два элитных «родительских» робота разделяют свои геномы примерно пополам. Первые несколько генов от первого родителя прикладываются к последним нескольким генам от второго родителя. Как только все мутации и скрещивания вычислены, роботы-матери строят следующее поколение роботов-детей. И после их тестирования, процесс эволюции повторяется снова и снова. Исследователи провели пять экспериментов. В каждом эксперименте были собраны и протестированы 10 поколений по 10 роботов. Изображения на втором видео демонстрируют улучшение «физической формы» (способности быстрее и дальше передвигаться) улучшаются в ходе экспериментов.
На рисунках ниже показан один из пяти полных экспериментов, где были построены развиты и улучшены 10 поколений роботов.

В начальном поколении роботов 1 по мере эволюции (1а – 1d) их способность к передвижению улучшается. Это указывает на то, что эволюционный процесс улучшает их возможности передвижения (рисунок А). На рисунке B показаны вид сверху и траектории движения четырех наиболее успешных роботов из экспериментов 1a, 1c и 2.
Как видно из графиков, процесс эволюции не всегда ведёт к непрерывному улучшению возможности передвижения. На графиках видны и провалы, свидетельствующие о том, что, как и при эволюции биологических видов, из-за случайного характера мутаций, качество последующего поколения не всегда лучше, чем предыдущего. Однако, в целом, “улучшение двигательных способностей роботов больше чем на 40 процентов при эволюции в течение более чем 10-ти поколений наблюдались во всех экспериментах.