遗传算法让发明自动"进化" 最终产生"根本创新"
2011年07月12日 来源： 科学时报
未来十年，哪些技术会对我们的生活产生重大影响？近日，英国《新科学家》杂志遴选出了七项技术，并作了解读。今天我们介绍其中的第六项技术。
目前，我们正处在历史上一个新的创造发明繁荣期的开端。之所以这么说，是因为现在的电脑软件可以自动地使技术向前“进化”，而且能够在无人操控的情况下独立设计出新的方案。这项技术已经在很多领域得到广泛运用，比如，机器人运动领域、计算机安全领域以及制药领域。
这项技术的核心是一种基于遗传学的运算法则，简称遗传算法。它模仿了自然选择的原理，任何一个设计方案都可以看做是一个由无数片段构成的遗传基因。
在这项发明中，每一个片段都是一个构成参数，可以随着形状不同而发生变化。以很多精细研究领域所涉及到的电阻或者化学分子间的引力等为例，遗传算法通过随机改变它们的某些片段，或者使某些片段发生突变的方式，来使整个设计得到改善。所有细微的改进一起发生作用，就能使事物的整体状况得到提高。
在此之前，普通的笔记本电脑还没有能力处理数以百万代的人类基因，并将其中那些不符合需要的突变基因清除。但是，这种情况现在已经发生了变化。
美国加州斯坦福大学研究人员John Koza是在工程设计领域引进遗传算法的先驱。他曾经用这种方式成功“培育”出了高效率的无线电天线。John Koza认为，遗传算法已经悄然在研发领域发挥着越来越重要的作用。
John Koza表示，真正有趣的地方在于，人们有时候并不清楚这种进化式的发明是怎样运作的，因为人类的大脑不会设计出这种怪异的、锯齿形的天线。令人感兴趣的地方还在于，基于遗传算法的软件还可以围绕许多现有的专利进行设计和改变。
Robert Plotkin指出，目前这种演进式的发明在各个领域正变得越来越流行。他在2009年出版的《机器精灵》一书中详细描述了这项技术如何占据越来越重要的地位。制药公司是这项技术的大客户，他们利用这项技术不断发展出新的分子机制，从而制造出人类无法想象的新型生物感受器。
这项技术也被用于改善机器人的行走方式。美国宾夕法尼亚州匹兹堡市卡耐基·梅隆大学的机器人专家Hod Lipson说：“虽然大部分演进式的发明并不具有戏剧性的重大作用，但它们却持续不断地使事物向着好的方向转化。关键在于，它们将积极的功效一点一滴积累起来，最终产生根本意义上的创新。”
“不过，不要指望发明家们能很快地承认他们使用了遗传算法。”Lipson说，他们仍然会对外宣称，发明是他们自己完成的。（郭勉愈/编译）
