Исследователи из Университета Нагои обнаружили, что совместная охота, при которой два или более хищника сотрудничают для поимки добычи, не требует сложных когнитивных процессов в мозгу. Скорее, такая модель поведения может возникнуть на основе простого набора правил и опыта. Эти результаты не только имеют важное значение для понимания эволюции кооперации среди животных, но также могут помочь в разработке совместных систем искусственного интеллекта (ИИ). Они могли быслужить виртуальными компаньонами в ситуациях тактических тренировок, таких как командные виды спорта и симуляции вождения. 

(Не) большого ума дело

Предыдущие исследования связывали коллективную охоту с такими млекопитающими, как львы и шимпанзе, которые и в других аспектах жизни демонстрируют сложное социальное взаимодействие. Однако подобное поведение было обнаружено и у видов с менее развитыми когнитивными способностями, таких как крокодилы и рыбы. Это предполагает, что за такую ​​форму сотрудничества может отвечать более простой механизм.

Чтобы исследовать эту загадку, Кадзуши Цуцуи и его коллеги создали вычислительную модель, в которой агенты ИИ пытаются охотиться вместе, используя глубокое обучение с подкреплением. Иными словами, алгоритмы взаимодействуют с окружающей средой и получают вознаграждение за конкретные действия. Нейронные сети обрабатывают такие данные как положение и скорость и принимают автономные решения.

Запрограммированные на обучение с подкреплением, хищники научились сотрудничать в охоте, взаимодействуя с окружающей средой с целью выбора действий, которые максимизируют будущие выгоды. Они кооперировались из-за эффективности своих действий и ожидания награды (добычи), которая будет разделена между группой после успешной охоты.

Модель охотника

В ходе моделирования, ИИ-хищники демонстрировали различные и взаимодополняющие роли, подобные поведению животных, участвующих в совместной охоте. Например, один агент будет преследовать добычу, а другой устраивает на нее засаду. По мере увеличения количества хищников вероятность успеха росла, а время, необходимое для охоты, уменьшалось.

В последнем тесте ИИ играл роль хищников, а участники-люди выступали в роли добычи. Несмотря на первоначальные трудности, такие как замешательство, вызванное неожиданными движениями людей, обученные охотники работали вместе и поймали свою цель. Это показывает, что успешная совместная охота не требует сложных когнитивных процессов, и предполагает, что хищники в реальном мире также могут научиться сотрудничать с помощью простого набора правил принятия решений.

"Наши агенты-хищники научились сотрудничать, используя обучение с подкреплением, без необходимости сложных когнитивных механизмов, подобных теории разума, — говорит Цуцуи. — Это говорит о том, что совместная охота может развиваться среди более широкого круга видов, чем считалось ранее".

Исследовательская группа ожидает, что их открытия приведут к новым полевым исследованиям принятия решений в динамике "хищник-жертва". Более того, этот проект демонстрирует потенциал для развития коллективных систем искусственного интеллекта, которые могут иметь положительный эффект в других областях, требующих совместных решений, таких как автономное вождение и управление дорожным движением.

Исследование опубликовано в журнале eLife.