A mesterséges élet (angolul Artificial Life vagy ALife), egy olyan interdiszciplináris kutatási terület, amelyben a kutatók az életet, annak folyamataival és evolúciójával kapcsolatos rendszereket vizsgálnak számítógépes modellek, robotika és biokémia segítségével végzett szimulációkkal. A tudományágat Christopher Langton amerikai informatikus nevezte el 1986-ban.The MIT Encyclopedia of the Cognitive Sciences, The MIT Press, p.37. 1987-ben Langton megszervezte az első ilyen jellegű konferenciát Los Alamosban, Új-Mexikóban. A mesterséges életnek három fő típusa van: szoftveres, hardveres és wetware (biokémiai „nedves anyagok”). A mesterséges élet kutatói élő rendszereket tanulmányoznak a természetben megjelenő biológiai jelenségek modellezésével.
Definíciók A Harmadik Nemzetközi IEEE Mesterséges Élet Szimpózium szervezőbizottsága a következő meghatározást használta: "A mesterséges élet az élő rendszerek szimulációjának és szintézisének tanulmánya."
A mesterséges élet az élő rendszerek alapvető folyamatait vizsgálja mesterséges környezetben, hogy mélyebb megértést nyerjen az ilyen rendszereket meghatározó komplex információfeldolgozási folyamatokba. Ezek a témák széleskörűek, de gyakran magukban foglalják az evolúciós dinamikát, a kollektív rendszerek emergens tulajdonságait, rendszer-környezet interakciókat, a biomimetikát, valamint a természetfilozófiával kapcsolatos kérdéseket és az életszerű tulajdonságok művészi alkotásokban való felhasználását.
Filozófia A mesterséges élet modellezési filozófiája jelentősen eltér a hagyományos modellezéstől, mivel nemcsak a "számunkra ismert életet”, hanem a "lehetséges életet” is vizsgálja.See Langton, C. G. 1992. Artificial Life . Addison-Wesley, section 1
Egy biológiai rendszer hagyományos modellje a legfontosabb paraméterek megragadására összpontosít. Ezzel szemben az ALife modellezési megközelítése általában az élet legegyszerűbb és legáltalánosabb elveinek megfejtésére és ezeknek a szimulációban való megvalósítására törekszik. A szimuláció ezután lehetőséget kínál az új és különböző életszerű rendszerek elemzésére.
Vlagyimir Georgievics Red'ko azt javasolta, hogy ezt a megkülönböztetést terjesszék ki bármely folyamat modellezésére, ami az "ismert folyamatok" és a "lehetséges folyamatok" általánosabb megkülönböztetéséhez vezetett.
A mesterséges élet filozófiájának és modellezésének egyik központi célja a nyílt végű evolúció elérése. Ez egy rendszer azon képességére utal, hogy folyamatosan új, összetett és adaptív viselkedéseket vagy entitásokat hozzon létre anélkül, hogy elérné a stabil egyensúlyi állapotot vagy az előre meghatározott végpontot. A kutatók azzal érvelnek, hogy ez a természetes élet egyik jellemzője, amelyet a jelenlegi mesterséges rendszerek még nem tudtak teljes mértékben lemásolni.
Szoftveralapú
Technikák
A sejtautomatákat a mesterséges élet korai napjaiban használták, és ma is gyakran használják a könnyű skálázhatóság és párhuzamosítás miatt. Az ALife és a sejtautomaták történelme szorosan összefonódik. A mesterséges neurális hálózatokat néha egy ágens agyának modellezésére használják. Bár hagyományosan inkább mesterséges intelligencia technikák, a neurális hálózatok fontosak lehetnek a tanulásra képes élőlények populációdinamikájának szimulációjában. A tanulás és az evolúció közötti szimbiózis központi szerepet játszik az ösztönök fejlődésével foglalkozó elméletekben a magasabb neurológiai komplexitású szervezetekben, mint például a Baldwin-hatásban. Neuroevolúció
Programalapú A programalapú szimulációk olyan élőlényeket tartalmaznak, amelyek „genom” nyelvet használnak. Ez a nyelv gyakrabban egy teljes Turing -számítógépes program formájában van jelen, mintsem egy tényleges biológiai DNS formájában. Az assembly derivate nyelvek a leggyakrabban használtak. Egy élőlény akkor „él”, amikor a kódja végrehajtódik, és általában különféle módszerek léteznek az önreplikációra. A mutációkat általában a kód véletlenszerű módosításaiként valósítják meg. A sejtautomaták használata gyakori, de nem kötelező. Egy másik példa lehet egy mesterséges intelligencia és többágenses rendszer/program.
Hardveralapú („kemény”) A hardveralapú mesterséges élet főként robotokból áll, azaz automatikusan irányított gépekből, amelyek képesek önállóan elvégezni a feladatokat.
Biokémiai alapú („nedves”) A biokémiai alapú életet a szintetikus biológia területén vizsgálják. Olyan kutatásokat foglal magában, mint a szintetikus DNS létrehozása. A „nedves” kifejezés a „nedves tárgyak” kifejezés kiterjesztése. A „nedves” mesterséges élet felé irányuló erőfeszítések az élő minimális sejtek Mycoplasma laboratorium élő baktériumból történő előállítására és az élettelen biokémiai, sejtszerű rendszerek nulláról történő felépítésére összpontosítanak.
Jegyzetek
Fordítás
Kategória:Szimuláció Kategória:Forrással nem rendelkező lapok