AI有助于解释单细胞生物在没有大脑的情况下是如何按照预期的方向

据外媒报道，简朴的生物怎样想法移动到一个特定的处所?人工智能和维也纳大学开拓的一个物理模子此刻可以辅佐表明这个题目。在没有大脑或神经体系的环境下，怎样也许向所需的偏向移动?单细胞生物显然可以毫无题目地完成这一壮举：譬喻，它们可以在“小鞭毛”尾巴的辅佐下流向食品。
 

这些结构极其简朴的生物是怎样做到这一点的，直到此刻还不完全清晰。然而，维也纳大学的一个研究小组此刻已经可以或许在计较机上模仿这一进程。他们计较了一个很是简朴的生物体模子和它的情形之间的物理互动。这个情形是一种化学因素不匀称的液体，它含有漫衍不匀称的食品来历。

这个模仿生物体被赋予了以很是简朴的方法处理赏罚其情形中的食品信息的手段。在呆板进修算法的辅佐下，这个假造生物的信息处理赏罚在很多进化步调中被修改和优化。功效是一个计较机生物体，它在探求食品的进程中，其移动方法与生物对应物很是相似。

“乍一看，云云简朴的模子可以或许办理云云坚苦的使命，令人惊奇，”率领该研究项目标Andras Zöttl说，该项目是在维也纳大学理论物理研究所的 "软物质理论 "小组(由Gerhard Kahl率领)举办的。“细菌可以操作受体来确定哪个偏向，譬喻，氧气或营养物质浓度正在增进，然后这一信息会触发向所需偏向的行为。这就是所谓的趋化性。”

其他多细胞生物的举动可以用神经细胞的彼此毗连来表明。可是单细胞生物体没有神经细胞--在这种环境下，细胞内只也许有极其简朴的处理赏罚步调。直到此刻，人们还不清晰云云低的庞洪水平怎样足以将简朴的感受印象--譬喻来自化学传感器--与有针对性的行为勾当接洽起来。

“为了可以或许表明这一点，你必要为这些单细胞生物的行为成立一个实际的物理模子，”Andras Zöttl说。“我们已经选择了最简朴的也许的模子，起首在物理上应承在流体中独立行为。我们的单细胞生物体由三个通过简化的肌肉毗连的质量构成。此刻的题目是：这些肌肉可否以这样的方法举办和谐，使整个生物体向所需的偏向移动?最重要的是：这个进程可否以简朴的方法实现，照旧必要伟大的节制?”

一个由信号和指令构成的小收集

“纵然单细胞生物体没有神经细胞收集--将其‘感受印象’与行为接洽起来的逻辑步调可以用相同于神经元收集的方法举办数学描写，”Benedikt Hartl说，他操作本身在人工智能方面的专业常识在计较机上实现了这个模子。在单细胞生物体中，细胞的差异元素之间也存在着逻辑接洽。化学信号被触发并最终导致生物体的某种行为。

“这些元素以及它们彼此影响的方法在计较机长举办了模仿，并通过遗传算法举办了调解。一代又一代，假造单细胞生物体的行为计策被稍微改变，”Maximilian Hübl陈诉说，他做了很多关于这个主题的计较，作为他硕士论文的一部门。那些乐成地将其行为导向所需化学品位置的单细胞生物体被应承“繁殖”，而那些不太乐成的变体则 “衰亡”。这样，颠末很多代之后，呈现了一个节制收集--与生物进化很是相似--使一个假造的单细胞生物体可以或许以极其简朴的方法和很是根基的电路将化学感知转化为方针行为。

（编辑：湖南网）

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