Что такое искусственная жизнь?

Создание моделей является чуть ли не главным инструментом познания. Платон создал утопическую модель идеального государства, а Эвклид — модель мира, в котором параллельные линии не пересекаются. Историки, излагая исторические факты, придерживаются своей модели, которая отражает их взгляды.

Компьютеры совершили переворот в процессе создания и познания моделей. Появилась возможность делать их всё более реальными и живыми. Разумеется, наибольшее развитие это получило в компьютерных играх. Стало возможно погружаться в эти миры, например, бегая по промышленной базе на Фобосе и расстреливая демонов из плазмагана.

Но, к сожалению, как правило, такие миры статичны и абсолютно предсказуемы. Их обитатели действуют по заданному шаблону, они оживают лишь с появлением протагониста. И поневоле возникает вопрос: а нельзя ли создать такой мир, чтобы его обитатели были совершенно независимы и непредсказуемы в своих действиях. Такой, чтобы в нём росли трава и деревья, жили животные. Именно жили: рождались, старились, нуждались в пище, воде и сне, взаимодействовали друг с другом, боролись за жизнь.

В играх давно пытаются приблизиться к этому идеалу. Мир «Космических рейнджеров» содержит массу авантюристов, не обращающих на протагониста большого внимания. В «Обливионе» обитатели спят, завтракают, работают, а то и дерутся, совершенно независимо от игрока. Хотя драки, как правило, заканчиваются тем, что в конце концов прибегают стражники, рубят всех смутьянов мечами и в нашей карманной вселенной воцаряется мир и спокойствие.

Такие миры можно создать с использованием «агентного моделирования». Это совсем новое направление в моделировании, появившееся в 90-х годах. Оно изучает правила и законы системы, состоящей из агентов. Агент — некая сущность, обладающая активностью и автономным поведением. В сети немало бесплатных систем, позволяющих создать свой маленький двухмерный мир, населённый активными существами, например, Starlogo. В комплекте с ним идёт ряд готовых примеров для запуска: мир, заселённый кроликами, поедающими траву, симуляция пробок на дорогах, симуляция распространения инфекции. С их помощью можно понять, как важен баланс и как легко его можно нарушить. Извлеките кроликов из среды на несколько секунд и поместите их обратно — произойдёт взрывной рост их популяции, а количество травы упадёт до минимума. Далее последует такое же взрывное уменьшение их числа и полное вымирание. Кролики не успевают дожить до того момента, когда их мир снова зазеленеет.

А что если задать агентам все свойства живых существ? Дать им возможность адаптироваться к условиям внешнего мира, размножаться и передавать свои характерные черты по наследству. При этом сделать окружающий мир жестоким, с минимальными шансами на выживание у плохо приспособленных особей. Тогда получится то, что называется «искусственной жизнью», или a-life.

Искусственная жизнь — это наука, занимающаяся изучением жизни, живых систем и их эволюции при помощи созданных человеком моделей. Эволюционное развитие при этом реализуется через генетический алгоритм. Появилась она совсем недавно — в 80-х годах прошлого века. Как правило, под искусственной жизнью подразумевают мягкую (soft), компьютерную жизнь.

Миры с такой жизнью часто поражают воображение. Например, создадим бесконечный океан, населенный комками биомассы. Комки не имеют разума и органов чувств, но способны передвигаться благодаря рефлекторным сокращениям. По достижении определённого возраста они могут поделиться надвое, потомки унаследуют форму и способности к передвижению (с небольшими мутациями). Хозяевами в океане являются быстрые, хищные акулы, которые едят всё, что поймают. Поначалу кажется, что биомасса может противопоставить хищникам только скорость размножения. Но уже через 100 поколений океан становится заполнен разнообразными видами червей, некоторые из которых могут посоревноваться с акулами в скорости. Подождём ещё несколько сотен поколений. Бесформенные комки протоплазмы исчезли — по океану снуют быстрые, торпедообразные рыбы, некоторые даже с плавниками. Акулы же переживают тяжёлые времена: в пищу им достаются только немногие, медлительные особи — следствие неудачных мутаций.

Дав беззащитной протоплазме всего лишь шанс на эволюцию, мы спасли её от вымирания.

Интересное замечание: в мире с неисчерпаемыми источниками энергии и пищи любая экосистема превращается в однородную массу виртуальных существ с одинаковыми характеристиками. Другими словами, в обществе реального изобилия развитие вообще становится невозможным. Вспоминается аналогичный опыт на дрозофилах: если дать мушкам идеальные условия для обитания, при которых будут выживать все потомки — вырождение начинается всего через несколько поколений. Так что рай и всеобщее процветание, похоже, недостижимы.

Сходу приходит на ум множество практических применений такой модели (например, создать истребитель идеальной формы, вырастить супер-игрока на бирже). Нужно лишь создать динамическую модель среды, населить её множеством разновидностей своего объекта и дать им пожить. Слабые особи будут отмирать, сильные — скрещиваться, закрепляя в новых поколениях свои лучшие черты. Через несколько тысяч поколений возникнет «цивилизация» практически неуязвимых особей, идеально приспособленных к заданному миру. Не факт, что эти существа будут соответствовать вашим представлениям о прекрасном (или вообще быть близки к чему-то ожидаемому). Но выживаемость решения, прошедшего жесточайший отбор, будет достаточной, чтобы противостоять любым действиям конкурентов.

Эту методику используют при моделировании многие представители большого бизнеса (в том числе Ford). Только вместо океана здесь мировой рынок, населённый акулами-конкурентами. А вместо биомассы — россыпь фирм. А ученые Университетского колледжа Лондона в 2004 году успешно применяли генетические алгоритмы для совершенствования гоночных машин «Формулы 1». Хромосомы компьютерных моделей автомобилей насчитывали 68 генов, модели постоянно проходили испытания на двух виртуальных маршрутах, пока лучшая «особь» не побила рекорды трасс.

Наконец, a-life позволяет изучать процессы эволюции, ведь в них таится немало загадок. Например, как в процессе развития мог возникнуть глаз — ведь недоразвитые «промежуточные» глаза крайне неэффективны.

Как известно, теория без возможности применения никому не нужна. Для практического использования доступны пакеты Evolver и GeneHunter. Ну, а «бедные студенты» могут поискать сайты, статьи и книги по генетическим алгоритмам и искусственной жизни.

На практике же эта технология может быть применена для решения задач по оптимизации. Например, фирма по сборке компьютеров, используя GeneHunter, сможет рассчитать, какие комплектующие нужно покупать для сборки компьютеров на максимальную сумму.

Тема искусственной жизни немало обыгрывалась в фантастике. Если в фильме «Матрица», или рассказе Пейджа Джералда «Счастливец» компьютерные симуляции используются для контроля над обществом, то в фильме «13 этаж» ставится вопрос об этичности создания искусственных миров. А всем известный «Терминатор» показывает опасность искусственной эволюции.

Увидеть миры, заселённые эволюционировавшими существами, можно здесь.

Автор статьи: неизвестный | Дата публикации: 21:52 24.03.2017 Restlater.Ru




Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Вкусные рецепты: Корзиночки с вкусным ванильным кремом, Суп-крем из шпината, щи " Боярские"

Вкусные рецепты: Корзиночки с вкусным ванильн...


Корзиночки с вкусным ванильным кремомТесто. Муку с солью просеять в миску, добавить размягчённое сливочное масло, сахар, яйцо. Влить 2-3 ст. л. ледяной воды, замесить тесто. Скатать тесто в шар, завер...


Чтобы не опасаться грязи

Чтобы не опасаться грязи


Непогода и грязь на улице всегда вносят свои коррективы в процесс уборки зданий и сооружений, а вместе с ними офисов и магазинов. Это объясняется очень просто, ведь каждый раз, заходя в какое-либо зда...


Автобусные туры по Европе – увидеть все своими глазами!

Автобусные туры по Европе – увидеть все своим...


Для тех, кто за время непродолжительного отпуска хочет познать как можно больше городов, прекрасно подойдут автобусные туры по Европе. Суть таких туров заключается в том, что за одну поездку вы ох...


Можно ли побороть свои страхи?

Можно ли побороть свои страхи?


С детства я боялась всяких грызунов, летучих мышей, насекомых, лягушек и т. д. , легче сказать, чего я не боялась. Помню, выезжаем с родителями на рыбалку с ночевкой, я закрываюсь в машине, окна все ...


Где искать плагины к браузеру сафари: правила и советы

Где искать плагины к браузеру сафари: правила...


Интернет, также как и любая другая технология, всегда стремится упростить работу с собой и сделать процесс труда максимально удобным и комфортным. Что самое основное нам нужно для работы с глобальной ...


Кто завершил эпоху Великих географических открытий? Часть 1

Кто завершил эпоху Великих географических отк...


Великий английский мореплаватель Джеймс Кук золотыми буквами вписал своё имя в историю. Благодаря исследованиям отважного капитана на карте мира практически не осталось тёмных пятен, а многочисленные ...


Стоит прочесть

Защита Печатей

Существует множество способов защиты печати. Попытаюсь поподробнее рассказать о них. Сразу оговорюсь в этом бизнесе я около 5 лет, начинал с курьера, потом работал менеджером, по совместительсву помог...

Что общего в изучении английского и обучении игре

Я часто встречаюсь с различными людьми, которые изучают английский язык. Некоторые из них изучают английский 5 месяцев, некоторые 2 года, а другие 3 года и более. Иногда я спрашиваю их, каких результа...

Куда стоит поехать в отпуск: обзор популярных куро

Если вы думаете поехать в отпуск, но так и не придумали, куда поехать отдыхать, ознакомьтесь с небольшим обзором лучших направлений. Египет. Эту стану гораздо лучше посетить в период с конца декабря ...

Подарки для мужчин

Вот к сожалению и прошли один за одним праздники. Рождество, 23 февраля, 8 марта... И все таки в случае, если для Вас найти подарки женщине нас не составляет труда, то вот найти подарок мужчине… Вроде...

Сетевой маркетинг - финансовые пирамиды или MLM-би

В первой части мы говорили о том, что вам может поступить предложение огромного заработка от знакомых и незнакомых людей. Это могут быть как представители сетевых компаний, так и мошенники. Итак, воп...

Обязательно избавиться от грязи

Имидж очень важен в любом деле, и это знают все. Кто из потенциальных покупателей услуг или товаров захочет связываться с той компанией, о которой ничего не известно? Наверное, таких попросту и не сыс...

Почему князь Александр Ярославич стал «Невским», а

Среди тех, кто защищал Русскую землю от врагов в XIII столетии, наибольшую славу у потомков завоевал князь Александр Ярославич, прозванный «Невским». Точная дата его рождения неизвестна, н...

«Калейдоскоп ужасов», или Как Стивен Кинг преврати

Америка — не только нация фастфуда и прозака, но и обладательница самой масштабной индустрии комиксов в мире. Пускай и не родоначальница, но всё же. Фантастические, юмористические, эпи...

Бывают ли кредиты «бесплатными»?

Ничто так не греет сердце экономного человека, как кредит с нулевой ставкой. Даже если этот человек отлично понимает, что «нулевых» кредитов не бывает: уж кто-кто, а банкиры никогда не буд...

Кто живет в «Доме Говорящих Животных»?

Каждый год мы — Животные — отмечаем свой профессиональный праздник — Всемирный день животных. Хотя в России он празднуется 4 октября с 2000 года, в нашу семью он ...

О информационном портале:

Наш интернет-портал является ресурсом, который включает в себя обширный ассортимент познавательных и занимательных статей. Каждый посетитель отыщет для себя что-нибудь нужное. Адаптированный дизайн дает возможность вам максимально быстро находить подходящую информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех электронных устройствах. Теперь найти актуальную информацию стало совершенно легко.

Мы собрали для вас познавательные и увлекательные статьи. На нашем сайте вы найдете ответы на необходимые для вас вопросы. Упрощенная система поиска позволяет вам мгновенно отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на абсолютно любых электронных устройствах. Отныне, поиск подходящей информации будет занимать у вас секунды.