Cos'è la vita artificiale?

I computer hanno fatto una rivoluzione nel processo di creazione e apprendimento dei modelli. Ora puoi renderli più reali e vivi. Naturalmente, questo è più sviluppato nei giochi per computer. È diventato possibile immergersi in questi mondi, ad esempio, correre intorno alla base industriale su Phobos e sparare ai demoni da una pistola al plasma.

Ma, sfortunatamente, di regola, tali mondi sono statici e assolutamente prevedibili. I loro abitanti agiscono secondo uno schema predeterminato, prendono vita solo con l'avvento del protagonista. E inevitabilmente sorge la domanda: è possibile creare un mondo del genere che i suoi abitanti siano completamente indipendenti e imprevedibili nelle loro azioni. Tale che in essa crescevano l'erba e gli alberi, vivevano gli animali. Vivevano: erano nati, invecchiati, avevano bisogno di cibo, acqua e sonno, interagivano tra loro, combattevano per la vita.

Nei giochi da molto tempo cercando di avvicinarsi a questo ideale. Il mondo di "Space Rangers" contiene molti avventurieri che non prestano molta attenzione al protagonista. In Oblivion, gli abitanti dormono, fanno colazione, lavorano o combattono, completamente indipendentemente dal giocatore. Sebbene i combattimenti, di regola, finiscano con il fatto che le guardie alla fine ricorrono, tagliano tutti i piantagrane con spade e la pace e la tranquillità prevalgono nel nostro universo tascabile.

Questi mondi possono essere creati usando "Modellazione agente". Questa è una direzione completamente nuova nella modellazione, che è apparsa negli anni '90. Studia le regole e le leggi di un sistema di agenti. Un agente è un'entità con attività e comportamento autonomo. La rete ha molti sistemi gratuiti che ti permettono di creare il tuo piccolo mondo bidimensionale popolato da creature attive, per esempio, StarLogo. Incluso con esso sono un certo numero di esempi pronti per il lancio: un mondo popolato da conigli che mangiano l'erba, una simulazione di ingorghi stradali, una simulazione della diffusione dell'infezione. Con il loro aiuto, puoi capire quanto sia importante l'equilibrio e quanto facilmente possa essere rotto. Rimuovere i conigli dall'ambiente per alcuni secondi e rimetterli a posto - ci sarà una crescita esplosiva della loro popolazione e la quantità di erba diminuirà al minimo. Questo è seguito dalla stessa diminuzione esplosiva nel loro numero e completa estinzione. I conigli non hanno il tempo di vivere nel momento in cui il loro mondo diventerà di nuovo verde.

E se mettessimo gli agenti in tutte le proprietà degli esseri viventi? Per dare loro l'opportunità di adattarsi alle condizioni del mondo esterno, moltiplicare e trasmettere le loro caratteristiche per eredità. Allo stesso tempo, rendiamo il mondo intorno a noi crudele, con minime possibilità di sopravvivenza per individui mal adattati. Quindi ottenere ciò che viene chiamato "Vita artificiale"o a-vita.

La vita artificiale è una scienza che studia la vita, i sistemi viventi e la loro evoluzione utilizzando modelli creati dall'uomo. Lo sviluppo evolutivo è realizzato attraverso un algoritmo genetico. È apparso abbastanza di recente - negli anni '80 del secolo scorso. Di norma, la vita artificiale significa vita morbida (morbida), informatica.

Mondi con una tale vita spesso soffiano la mente. Ad esempio, creare un oceano infinito abitato da masse di biomassa. I noduli non hanno organi mentali e di senso, ma sono in grado di muoversi grazie alle contrazioni dei riflessi. Quando raggiungono una certa età, possono condividerne due, i discendenti erediteranno la forma e l'abilità di muoversi (con piccole mutazioni). I proprietari dell'oceano sono squali rapaci e predatori che mangiano tutto ciò che catturano. Inizialmente sembra che la biomassa possa solo opporsi alla velocità di riproduzione dei predatori. Ma dopo 100 generazioni, l'oceano si riempie di vari tipi di vermi, alcuni dei quali possono competere con gli squali in velocità. Aspettiamo ancora qualche centinaia di generazioni. Le protuberanze a forma di protoplasma sono scomparse - i pesci veloci a forma di siluro, alcuni persino con le pinne, corrono attraverso l'oceano. Gli squali stanno vivendo momenti duri: ne mangiano solo pochi, gli individui che si muovono lentamente sono il risultato di mutazioni infruttuose.

Dando al protoplasma indifeso solo una possibilità di evoluzione, l'abbiamo salvato dall'estinzione.

Una nota interessante: in un mondo con fonti inesauribili di energia e cibo, ogni ecosistema si trasforma in una massa omogenea di creature virtuali con le stesse caratteristiche. In altre parole, in una società di vera abbondanza, lo sviluppo in generale diventa impossibile. Ricordo un'esperienza simile sui moscerini della frutta: se date alle mosche condizioni di vita ideali in cui tutti i discendenti sopravviveranno, la degenerazione inizia in poche generazioni. Quindi il paradiso e la prosperità universale sembrano irraggiungibili.

Vengono in mente molte applicazioni pratiche di tale modello (ad esempio, per creare un combattente di forma ideale, per far crescere un super-giocatore nello scambio). È solo necessario creare un modello dinamico dell'ambiente, popolarlo con molte varietà del suo oggetto e lasciarle vivere. Gli individui deboli moriranno, quelli forti si incroceranno, assicurando i loro tratti migliori nelle nuove generazioni. Dopo diverse migliaia di generazioni, sorgerà una "civiltà" di individui praticamente invulnerabili adattati idealmente al mondo dato. Non è un dato di fatto che queste creature corrisponderanno alle tue idee di bellezza (o si avvicinino a qualcosa che ci si aspetta). Ma la sopravvivenza della decisione, oltre la selezione più severa, sarà sufficiente per resistere a qualsiasi azione dei concorrenti.

Questa tecnica è utilizzata nella simulazione di molti rappresentanti di grandi imprese (compresa Ford). Solo al posto dell'oceano c'è un mercato mondiale popolato da squali in competizione. E invece di biomassa - una manciata di aziende. Nel 2004, gli scienziati dello University College di Londra hanno applicato con successo algoritmi genetici per migliorare le auto da corsa di Formula 1. I cromosomi dei modelli di computer delle auto hanno 68 geni, i modelli sono stati costantemente testati su due percorsi virtuali, fino a quando il "singolo" migliore ha rotto i record.

Infine, a-life ti permette di studiare i processi evolutivi, perché nascondono molti misteri. Ad esempio, come nel processo di sviluppo, potrebbe sorgere un occhio - dopo tutto, gli occhi "intermedi" sottosviluppati sono estremamente inefficaci.

Come sapete, la teoria senza possibilità di applicazione non è necessaria a nessuno. I pacchetti Evolver e GeneHunter sono disponibili per l'uso pratico. Bene, "studenti poveri" possono cercare siti, articoli e libri sugli algoritmi genetici e sulla vita artificiale.

In pratica, questa tecnologia può essere applicata. per risolvere problemi di ottimizzazione. Ad esempio, una società di assemblaggio di computer che utilizza GeneHunter sarà in grado di calcolare quali componenti acquistare per assemblare i computer per l'importo massimo.

Il tema della vita artificiale è stato molto giocato nella fantascienza. Se nel film "The Matrix" o nella storia di Paige Gerald, "Happiness", le simulazioni al computer sono utilizzate per controllare la società, quindi nel film "13th Floor" viene sollevata la questione dell'etica della creazione di mondi artificiali. E il noto "Terminator" mostra il pericolo dell'evoluzione artificiale.

Puoi vedere i mondi abitati da creature evolute qui.

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