在人工动物的进化中,整合信息随适应度增加而增加
种群与进化
2011-11-08 v2 人工智能
适应与自组织系统
神经元与认知
摘要
生物有机体的一个显著特征是它们能够整合不同的信息源,以在复杂环境中优化其行为。如何量化这种能力并将其与有机体的功能复杂性联系起来仍然是一个具有挑战性的问题,特别是因为有机体的功能复杂性尚未被明确定义。我们在此提出了几个量化信息和整合的候选度量,并研究了它们与适应度的依赖关系,因为一个人工智能体(“人工动物”)在数千代中进化,以在一个简单的模拟环境中解决导航任务。我们将这些度量预测高适应度的能力与更传统的信息论处理度量进行了比较。随着人工动物通过增加其对世界的“适应度”而适应,信息整合和处理在进化谱系中相应地增加。我们提出,适应度与信息整合和处理度量的相关性意味着高适应度既需要信息处理也需要整合,但当任务需要记忆时,信息整合可能是一个更好的度量。信息整合(以及信息处理)度量与适应度的相关性强烈表明,这些度量反映了人工动物的功能复杂性,并且即使在缺乏适应度数据的情况下,这些度量也可用于量化功能复杂性。
引用
@article{arxiv.1103.1791,
title = {Integrated information increases with fitness in the evolution of animats},
author = {Jeffrey Edlund and Nicolas Chaumont and Arend Hintze and Christof Koch and Giulio Tononi and Christoph Adami},
journal= {arXiv preprint arXiv:1103.1791},
year = {2011}
}
备注
27 pages, 8 figures, one supplementary figure. Three supplementary video files available on request. Version commensurate with published text in PLoS Comput. Biol