Штучне життя (англ. artificial life, a-life) — вивчення життя, живих систем і їх еволюції за допомогою створених людиною моделей і пристроїв. Дана вивчає механізм процесів, які характерні всім живим системам, незважаючи на їх природу. Хоча цей термін частіше всього застосовується в комп'ютерному моделюванні життєвих процесів, він також підходить і для життя в пробірці, англ. wet alife), вивчення штучно створених білків і інших молекул. Для простоти ця стаття описує комп'ютерне життя.
Огляд
Штучне життя має справу з еволюцією агентів або популяцій організмів, які існують лише у вигляді комп'ютерних моделей, в штучних умовах. Його метою є вивчення еволюції в реальному світі і можливості впливу на її протікання, наприклад, щоб уникнути деяких спадкових обмежень. Моделі організмів також дозволяють проводити раніше неможливі експерименти (такі як порівняння еволюції Ламарка і природного відбору).
Філософія
Зараз широко прийняте означення життя не дозволяє комп'ютерним моделям вважати себе живими. Проте існують й інші означення та концепції:
- Концепція сильного штучного життя (англ. strong alife) означає «життя як процес, який можна абстрагувати від будь-якого певного носія» (Джон фон Нейман).
- Концепція слабкого штучного життя (англ. weak alife) заперечує можливість створення життя окремо від його хімічного носія. Вчені, що працюють в рамках цієї концепції, намагаються зрозуміти процеси життя, а не імітувати його. Отже: «ми не знаємо, що в природі є причиною цього феномену, але можливо він так же простий, як...»
Технології
- Клітинні автомати — часто використовуються для моделювання життя, особливо внаслідок легкості масштабування і паралелізації. Клітинні автомати і штучне життя історично тісно пов'язані.
- Нейронні мережі — інколи використовується моделювання інтелекту агентів. Хоча це традиційно технологія, більш близька до створення штучного інтелекту, нейронні мережі можуть бути корисні для моделювання динаміки популяцій або високорозвинутих самоосвітніх організмів. Симбіоз між навчанням і еволюцією - центральна задача теорій про розвиток інстинктів вищих організмів, як наприклад в .
Еволюція
В системах моделювання штучного життя, ламаркізм в поєднанні з "генетичною пам'яттю" досить часто застосовується для пришвидшення еволюції вродженої поведінки, для цього вся пам'ять особи, що моделюється, передається її потомству. При цьому на відміну від класичної генетичної пам'яті потомству передається пам'ять тільки попереднього покоління. При цьому ламаркізм може бути сумісний з дарвінізмом, який може використовуватися для моделювання других аспектів моделей організмів.
джерело: M. Tim Jones "AI Application Programming"
Суміжні області
Штучний інтелект
Традиційно при створенні штучного інтелекту використовується проектування від елементу до структури і від структури до елементу, тоді як штучне життя синтезується за допомогою проектування від елемента до структури.
Штучна хімія
зародилась як набір методів, за допомогою яких моделюються хімічні процеси між елементами популяцій штучного життя. Одним із найзручніших для вивчення об'єктів подібного роду є - автокаталітичний синтез вуглеводів із водного розчину формальдегіду в присутності гідроксидів кальцію чи магнію:
x CH2O => CxH2xOx
В результаті реакції створюється суміш вуглеводів дуже різної структури. Якщо кількість формальдегіду ("") в розчині обмежена, в системі встановлюється своєрідна рівновага між процесами росту і розпаду молекул вуглеводів. При цьому, як і в біологічних системах, виживає найсильніший, оскільки проходить своєрідний "природний відбір", і в системах накопичуються найстійкіші (при даних конкретних умовах) молекули вуглеводів.
Вважається, що схожі процеси, які мали місце в передбіологічній хімії Землі, привели до виникнення життя на планеті.
Еволюційні алгоритми для задач оптимізації
Багато оптимізаційних алгоритмів тісно пов'язані з концепцією слабкого штучного життя. Основна різниця між ними полягає в тому, як описується спроможність агента вирішити яку-небудь задачу.
Еволюційне мистецтво
використовує технології і методи штучного життя для створення нових видів візуального мистецтва. використовує подібні технології, однак із застосуванням до музики.
Цифровий організм
Цифровий організм - самовідтворювана комп'ютерна програма, яка мутує і розвивається. Цифрові організми використовують як інструмент для вивчення динаміки еволюції за Дарвіном, для тестування або перевірки конкретних гіпотез або математичних моделей еволюції. Дослідження тісно пов'язані з областю створення штучного життя.
Історія
Критика
В історії штучного життя було доволі багато суперечок і протиріч. в 1995 році критикував деякі роботи по штучному життю, називаючи їх «наукою без фактів» (англ. fact-free science). Однак недавні публікації по штучному життю у відомих наукових журналах, таких як Science і Nature свідчать, що технології, що використовуються для моделювання штучного життя, визнаються науковим співтовариством, принаймні для вивчення еволюції.
Див. також
Примітки
- Архівована копія. Архів оригіналу за 30 листопада 2012. Процитовано 1 жовтня 2008.
{{}}
: Обслуговування CS1: Сторінки з текстом «archived copy» як значення параметру title ()
Посилання
- International Асоціація штучного життя (ISAL)(англ.)
- (англ.)
- Biota.org Онлайн-журнал(англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Shtuchne zhittya angl artificial life a life vivchennya zhittya zhivih sistem i yih evolyuciyi za dopomogoyu stvorenih lyudinoyu modelej i pristroyiv Dana vivchaye mehanizm procesiv yaki harakterni vsim zhivim sistemam nezvazhayuchi na yih prirodu Hocha cej termin chastishe vsogo zastosovuyetsya v komp yuternomu modelyuvanni zhittyevih procesiv vin takozh pidhodit i dlya zhittya v probirci angl wet alife vivchennya shtuchno stvorenih bilkiv i inshih molekul Dlya prostoti cya stattya opisuye komp yuterne zhittya OglyadShtuchne zhittya maye spravu z evolyuciyeyu agentiv abo populyacij organizmiv yaki isnuyut lishe u viglyadi komp yuternih modelej v shtuchnih umovah Jogo metoyu ye vivchennya evolyuciyi v realnomu sviti i mozhlivosti vplivu na yiyi protikannya napriklad shob uniknuti deyakih spadkovih obmezhen Modeli organizmiv takozh dozvolyayut provoditi ranishe nemozhlivi eksperimenti taki yak porivnyannya evolyuciyi Lamarka i prirodnogo vidboru FilosofiyaZaraz shiroko prijnyate oznachennya zhittya ne dozvolyaye komp yuternim modelyam vvazhati sebe zhivimi Prote isnuyut j inshi oznachennya ta koncepciyi Koncepciya silnogo shtuchnogo zhittya angl strong alife oznachaye zhittya yak proces yakij mozhna abstraguvati vid bud yakogo pevnogo nosiya Dzhon fon Nejman Koncepciya slabkogo shtuchnogo zhittya angl weak alife zaperechuye mozhlivist stvorennya zhittya okremo vid jogo himichnogo nosiya Vcheni sho pracyuyut v ramkah ciyeyi koncepciyi namagayutsya zrozumiti procesi zhittya a ne imituvati jogo Otzhe mi ne znayemo sho v prirodi ye prichinoyu cogo fenomenu ale mozhlivo vin tak zhe prostij yak TehnologiyiKlitinni avtomati chasto vikoristovuyutsya dlya modelyuvannya zhittya osoblivo vnaslidok legkosti masshtabuvannya i paralelizaciyi Klitinni avtomati i shtuchne zhittya istorichno tisno pov yazani Nejronni merezhi inkoli vikoristovuyetsya modelyuvannya intelektu agentiv Hocha ce tradicijno tehnologiya bilsh blizka do stvorennya shtuchnogo intelektu nejronni merezhi mozhut buti korisni dlya modelyuvannya dinamiki populyacij abo visokorozvinutih samoosvitnih organizmiv Simbioz mizh navchannyam i evolyuciyeyu centralna zadacha teorij pro rozvitok instinktiv vishih organizmiv yak napriklad v Evolyuciya V sistemah modelyuvannya shtuchnogo zhittya lamarkizm v poyednanni z genetichnoyu pam yattyu dosit chasto zastosovuyetsya dlya prishvidshennya evolyuciyi vrodzhenoyi povedinki dlya cogo vsya pam yat osobi sho modelyuyetsya peredayetsya yiyi potomstvu Pri comu na vidminu vid klasichnoyi genetichnoyi pam yati potomstvu peredayetsya pam yat tilki poperednogo pokolinnya Pri comu lamarkizm mozhe buti sumisnij z darvinizmom yakij mozhe vikoristovuvatisya dlya modelyuvannya drugih aspektiv modelej organizmiv dzherelo M Tim Jones AI Application Programming ISBN 1 58450 278 9Sumizhni oblastiShtuchnij intelekt Tradicijno pri stvorenni shtuchnogo intelektu vikoristovuyetsya proektuvannya vid elementu do strukturi i vid strukturi do elementu todi yak shtuchne zhittya sintezuyetsya za dopomogoyu proektuvannya vid elementa do strukturi Shtuchna himiya zarodilas yak nabir metodiv za dopomogoyu yakih modelyuyutsya himichni procesi mizh elementami populyacij shtuchnogo zhittya Odnim iz najzruchnishih dlya vivchennya ob yektiv podibnogo rodu ye avtokatalitichnij sintez vuglevodiv iz vodnogo rozchinu formaldegidu v prisutnosti gidroksidiv kalciyu chi magniyu x CH2O gt CxH2xOx V rezultati reakciyi stvoryuyetsya sumish vuglevodiv duzhe riznoyi strukturi Yaksho kilkist formaldegidu v rozchini obmezhena v sistemi vstanovlyuyetsya svoyeridna rivnovaga mizh procesami rostu i rozpadu molekul vuglevodiv Pri comu yak i v biologichnih sistemah vizhivaye najsilnishij oskilki prohodit svoyeridnij prirodnij vidbir i v sistemah nakopichuyutsya najstijkishi pri danih konkretnih umovah molekuli vuglevodiv Vvazhayetsya sho shozhi procesi yaki mali misce v peredbiologichnij himiyi Zemli priveli do viniknennya zhittya na planeti Evolyucijni algoritmi dlya zadach optimizaciyi Bagato optimizacijnih algoritmiv tisno pov yazani z koncepciyeyu slabkogo shtuchnogo zhittya Osnovna riznicya mizh nimi polyagaye v tomu yak opisuyetsya spromozhnist agenta virishiti yaku nebud zadachu Murashinij algoritm Evolyucijnij algoritm Genetichnij algoritm Genetichne programuvannyaEvolyucijne mistectvo vikoristovuye tehnologiyi i metodi shtuchnogo zhittya dlya stvorennya novih vidiv vizualnogo mistectva vikoristovuye podibni tehnologiyi odnak iz zastosuvannyam do muziki Cifrovij organizm Dokladnishe Cifrovij organizm Cifrovij organizm samovidtvoryuvana komp yuterna programa yaka mutuye i rozvivayetsya Cifrovi organizmi vikoristovuyut yak instrument dlya vivchennya dinamiki evolyuciyi za Darvinom dlya testuvannya abo perevirki konkretnih gipotez abo matematichnih modelej evolyuciyi Doslidzhennya tisno pov yazani z oblastyu stvorennya shtuchnogo zhittya IstoriyaDokladnishe KritikaV istoriyi shtuchnogo zhittya bulo dovoli bagato superechok i protirich v 1995 roci kritikuvav deyaki roboti po shtuchnomu zhittyu nazivayuchi yih naukoyu bez faktiv angl fact free science Odnak nedavni publikaciyi po shtuchnomu zhittyu u vidomih naukovih zhurnalah takih yak Science i Nature svidchat sho tehnologiyi sho vikoristovuyutsya dlya modelyuvannya shtuchnogo zhittya viznayutsya naukovim spivtovaristvom prinajmni dlya vivchennya evolyuciyi Div takozhShtuchnij intelekt Cifrovij organizmPrimitkiArhivovana kopiya Arhiv originalu za 30 listopada 2012 Procitovano 1 zhovtnya 2008 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Obslugovuvannya CS1 Storinki z tekstom archived copy yak znachennya parametru title posilannya PosilannyaInternational Asociaciya shtuchnogo zhittya ISAL angl angl Biota org Onlajn zhurnal angl