Bez żadnych wytycznych ze strony programistów, proste cyfrowe organizmy wykształciły zdolność widzenia, powtarzając ścieżki, którymi natura kroczyła przez setki milionów lat. To odkrycie nie tylko rzuca nowe światło na historię życia na Ziemi, ale pokazuje, że pewne rozwiązania biologiczne są tak optymalne, że „muszą” powstać nawet w świecie zbudowanym z kodu.
Od plamki światłoczułej do oka, a raczej trzech typów oczu
Badacze pod wodzą profesora Dan-Erica Nilssona stworzyli syntetyczny świat i wpuścili do niego prymitywne wirtualne stworzenia. Na początku były one kompletnie „ślepe” – poruszały się po cyfrowej przestrzeni po omacku. Zadania były proste: przetrwać, omijać przeszkody i znajdować pożywienie. Algorytm ewolucyjny dbał o to, by te osobniki, które radziły sobie odrobinę lepiej, przekazywały swoje cechy kolejnym pokoleniom.
To, co wydarzyło się później, zaszokowało samych naukowców. Z pokolenia na pokolenie, w wyniku przypadkowych mutacji i selekcji naturalnej, stworzenia zaczęły reagować na światło. Najpierw wykształciły proste struktury światłoczułe, które z czasem zaczęły się komplikować. Co najbardziej zdumiewające, proces ten przebiegał niemal identycznie jak w świecie realnym. Wirtualne organizmy nie tylko zyskały oczy, ale wypracowały konkretne modele znane z przyrody: rozproszone fotoreceptory, oczy typu kamerowego (podobne do ludzkich) oraz oczy złożone (charakterystyczne dla owadów).
Czytaj też: Ten sam sygnał jest wykorzystywany przez ptaki na czterech kontynentach. Wszystko przez wspólnego wroga
Wszystkie trzy typy narządów wzroku pojawiły się w symulacji samoistnie. Dan-Eric Nilsson zauważył, że ewolucja w świecie cyfrowym zdawała się podążać dobrze znanymi ścieżkami, jakby natura miała swoje uniwersalne schematy rozwiązywania problemów, które działają niezależnie od tego, czy podłożem jest białko, czy krzem. Step po kroku proste receptory łączyły się z prymitywnymi „mózgami”, które uczyły się interpretować dane, przekształcając sygnały świetlne w użyteczną mapę otoczenia.
Dlaczego ewolucja wybiera te same ścieżki?
To badanie pozwala odpowiedzieć na pytania, które od dekad nurtują biologów: dlaczego niektóre rozwiązania anatomiczne są tak powszechne, a inne nigdy się nie pojawiają? Okazuje się, że symulacje oparte na AI mogą służyć jako „wehikuł czasu”, który pozwala nam obserwować procesy trwające w naturze wieki w skondensowanej formie kilku dni pracy komputera.
Czytaj też: Australijski detektor potwierdzi istnienie ciemnej materii? Zacznie działać już w tym roku
Zastosowania tej metody wykraczają jednak daleko poza biologię. Inżynierowie mogą wykorzystać te same zasady ewolucyjne do budowania systemów technicznych, które będą równie odporne i zdolne do adaptacji, co rozwiązania biologiczne. Zamiast projektować każdy detal od zera, możemy „wyhodować” optymalne sensory czy algorytmy sterujące, pozwalając im ewoluować w trudnych, cyfrowych środowiskach testowych.
Czytaj też: MIT ścisnęło światło terahercowe. To ujawniło ukryte kwantowe drgania w nadprzewodniku
Jak podsumowuje profesor Nilsson, to dopiero początek. Wykorzystując AI, możemy teraz badać potencjalne ścieżki ewolucyjne, którymi natura jeszcze nie zdążyła podążyć. To daje nam wgląd w przyszłość biologii i technologii, zanim jeszcze zdąży ona powstać w świecie rzeczywistym. Fakt, że AI „wymyśliło” oko dokładnie tak samo jak natura, dowodzi niesamowitej spójności praw fizyki i biologii. To odkrycie otwiera drzwi do projektowania maszyn, które nie są tylko programowane, ale „uczone życia” w sposób, który naśladuje najbardziej zaawansowanego inżyniera, jakiego znamy: miliony lat ewolucji.