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龍記實業有限公司 > 生活休閒 > 養生新知 > 知識→小小機器可進行自我設計，具有生命的部分特徵
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文章主題 : 知識→小小機器可進行自我設計，具有生命的部分特徵 |
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小小機器可進行自我設計，具有生命的部分特徵
借鑒生物進化的理論來讓機器自我設計、擁有智慧，這是一項奇特而難以預測的工作。美國的保羅‧賴澤爾是可進化硬件方面的專家。早在3年前，他就和薩塞克斯大學的研究者喬恩‧伯德一道開始利用晶體管通過基因算法製造一個振蕩器電路，有幾個新電路可以滿足設計功能的要求，它們有穩定的輸出以及穩定的頻率。其中有一個非常奇特，它依靠連在示波器以及線路上的計算機自己接通了一個線路。也就是說，它欺騙了它的設計者，它可以進行自我設計，具有了生命的部分特徵。
「我對此的反應是既感到好笑又感到驚奇。」賴澤爾這樣說到，「就像你看到一個孩子用一種創造性的方法解決了一個普通問題，你會發出會心的笑。」
機器可以自我進化
利用進化的方式以改進機器的性能並不是什麼新鮮事物。自從上世紀60年代起，人工智能的研究者們就利用進化理論動力學解決與金融投資、製造以及生物化學有關的軟件問題。
但將進化過程運用於硬件領域還是一件新生事物。多虧了日新月異的計算機新技術，現在設計者們可以讓他們設計的硬件產品自行進化一陣，以便能看到結果。也許會有人質疑電路這種硬件產品的進化方向。但對工程師們來說，這個試驗本身已經足夠成為21世紀科技的試金石。
有人認為進化工程只是科技中小小的一步延伸。但也有人認為，這將成為打破軟件和硬件創新瓶頸的一次契機。伯德借用了人工智能研究者布朗大學哲學家丹尼爾‧丹尼特的概念說「我將這個進化無線電看做是一個生動的思維試驗，它可以形成類似於我們解決問題時的思考模式。」
無用電路就像闌尾
傑姆工程公司是一家專門製作天線的廠家，它已經開始採用進化設計為軍事單位以及美國國家航空航天局製造天線。該公司的科技負責人德裡克‧林登將突然掀起的進化硬件設計熱潮歸於相關領域的科技進步，他說：「我剛開始做這行的時候，我的模擬只能在一台奔騰Ⅰ的機器上進行。現在，你可以更輕鬆地簡化問題。」
在進化設計中，簡化問題意味著將問題分解成更小、更單一的工作。正如人類的基因可以分解成30億個基因組，硅電路和導引天線可以解析為成對的數字結構。將這些數字結構隨機分成一半，就可以讓它們和新的設計，或者是和下一代的設計相結合。儘管結果並不總是盡如人意，但你可以篩除那些不理想的結果。
洛恩回憶起一段小插曲。他和他的同事們曾經偶然切除了電路中相當大的一塊無功用部分。洛恩把它類比為退化的器官。它就像是人類的闌尾，曾經發揮過一段時期的功能，但後來退化了。
進化工程學突破傳統
明年，美國國家航空航天局太空科技5號計劃將第一次發射一顆裝配有進化程序設計的天線的人造衛星。這個天線是在美國國家航空航天局阿莫斯研究中心製造的。這個天線看上去就像一個普通的紙夾子。它的體積不到一立方英吋。它有5個尖銳的拐角和一個緩和的拐角。整個設計只花費了10個小時。它是由35個Linux服務器完成的，人工干預的成分微乎其微。
阿莫斯研究中心進化系統小組的負責人賈森‧洛恩說：「我們盡可能只給我們的軟件輸入最少的天線知識，以便讓它隨心所欲地設計出它認為最合適的天線。」他的這席話道破了傳統工程學和進化工程學之間的區別。傳統工程師青睞嚴格而詳盡的圖紙，他們只是利用計算機來做令人心煩的計算以及試驗。但進化設計者卻將整個設計過程都交託出去，交給電腦和那些設計產品本身。
原理仍然不可知
即使這些可自我進化的設計是在指定規則之下生成的，要對它們的原理進行分析仍然是一件困難的事情。伯德和賴澤爾在他們的振蕩器試驗研究報告中指出：我們無從得知這些電路是如何工作的。奧妙在於晶體管，如果不用晶體管，那個電路就無法自我接通新線路。
洛恩發現電子工程界現在分成了兩派。一派主張不探究原理。只要你能通過進化過程得到預期的結果，就不必非弄清它的來龍去脈。
另外一派正相反。他們想知道到底發生了什麼，但遺憾的是，研究者對此無能為力。洛恩自己更願意站在前者的陣營之中，因為這讓他感到輕鬆。他形容他的天線設計為「暗箱藝術」。這使他和那些步19世紀英國經典電動力學奠基人馬克斯韋後塵的追隨者們拉開了距離，後者更青睞對新現象進行精確、教科書式的解釋。
當然，這並不意味著在這個領域中就不會偶然露出一絲理論發現的曙光，也許某次新發現就讓科學家獲得解釋硬件的自我進化的靈感。
另外一件有趣的事是研究者們在試驗中偶然犯了一個錯誤。他們用劣質金屬線接通了電路。在這種情況下，修復金屬線意味著要毀壞大量有價值的電路，證據顯示電路已經逐漸適應了惡劣的環境，可進化的電路不想看到那根金屬線被修復。進化是很狡猾的，它會利用一切你交給它的東西。
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