Тьерра (компьютерное моделирование)

Tierra — это компьютерная симуляция, разработанная экологом Томасом С. Рэем в начале 1990-х годов, в которой компьютерные программы конкурируют за время (время центрального процессора ( ЦП )) и пространство (доступ к основной памяти ). В этом контексте компьютерные программы на Тьерре считаются развивающимися и могут мутировать , самовоспроизводиться и рекомбинироваться . написана на C. Виртуальная машина Tierra ^[1] Он работает на основе специального набора инструкций, предназначенного для облегчения изменения кода и переупорядочения, включая такие функции, как переход к шаблону. ^[2] (в отличие от относительных или абсолютных переходов, характерных для большинства наборов команд).

Симуляторы

Базовая модель Tierra использовалась для экспериментального исследования in silico основных процессов эволюционной и экологической динамики. Такие процессы, как динамика прерывистого равновесия , совместная эволюция хозяина и паразита и зависящий от плотности естественный отбор, поддаются исследованию в рамках Tierra. Заметное различие между Tierra и более традиционными моделями эволюционных вычислений , такими как генетические алгоритмы не встроена явная или экзогенная функция приспособленности , заключается в том, что в модель . Часто в таких моделях присутствует понятие «оптимизируемой» функции; в случае с Тьеррой функция приспособленности является эндогенной: существует просто выживание и смерть.

По мнению Томаса С. Рэя и других, это может сделать возможным более «открытую» эволюцию, при которой динамика обратной связи между эволюционными и экологическими процессами сама может меняться с течением времени (см. Эволюционность ), хотя это утверждение не было реализовано. – как и другие системы цифровой эволюции, она в конечном итоге достигает точки, когда новизна перестает создаваться, и система в целом начинает либо зацикливаться, либо перестает «развиваться». Вопрос о том, как истинная открытая эволюция может быть реализована в искусственной системе, до сих пор остается открытым вопросом в области искусственной жизни . ^[3]

Марк Бедо и Норман Паккард разработали статистический метод классификации эволюционных систем, а в 1997 году Бедо и др. применил эту статистику к Эвите, модели искусственной жизни , похожей на Тьерру и Авиду , но с ограниченным взаимодействием организмов и отсутствием паразитизма, и пришел к выводу, что системы, подобные Тьерре, не демонстрируют открытых эволюционных признаков естественно развивающихся систем. ^[4]

Рассел К. Стэндиш измерил информационную сложность тирранских «организмов» и аналогичным образом не заметил роста сложности в эволюции тиррана. ^[5]

Tierra — это абстрактная модель, но любая количественная модель по-прежнему подлежит тем же методам проверки и проверки, что и более традиционные математические модели , и поэтому не имеет особого статуса. Создание более подробных моделей, в которые включена более реалистичная динамика биологических систем и организмов, в настоящее время является активной областью исследований (см. Системная биология ).

См. также

Ссылки

^ Рэй, Томас. «Что это за программа» . Проверено 3 января 2014 г.
^ Рэй, Томас. «Доступные инструкции» . Проверено 3 января 2014 г.
^ Бедо М.А., Маккаскилл Дж.С. и др., «Открытые проблемы искусственной жизни», Artificial Life , осень 2000 г., 6 (4): 363-76.
^ Бедо, Массачусетс, Снайдер, Э., Браун, Коннектикут и Паккард, Нью-Хэмпшир, 1997, «Сравнение эволюционной активности в искусственных развивающихся системах и в биосфере», в Четвертой европейской конференции по искусственной жизни , Мужьям и Харви (ред.), MIT Press, стр. 125
^ Стэндиш, Р.К. 2003 «Открытая искусственная эволюция», Международный журнал вычислительного интеллекта и приложений 3 (2) , 167-175.

Дальнейшее чтение

Бентли, Питер, Дж. 2001, «Цифровая биология: как природа меняет наши технологии и нашу жизнь», Simon & Schuster, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк. Ранее опубликовано в Великобритании в 2001 году издательством Headline Book Publishing.
Рэй, Т.С. 1991, «Эволюция и оптимизация цифровых организмов», в Billingsley KR et al. (редакторы), «Научное мастерство в области суперкомпьютеров: призовые материалы конкурса IBM 1990» , Афины, Джорджия, 30602: The Baldwin Press, Университет Джорджии. Дата публикации: декабрь 1991 г., стр. 489–531.
Касти, Джон Л. (1997). Будущие миры . John Wiley & Sons, Inc. Нью-Йорк ISBN 0-471-12308-0

Внешние ссылки

Домашняя страница Тьерры

[1] Рэй, Томас. «Что это за программа» . Проверено 3 января 2014 г.

[2] Рэй, Томас. «Доступные инструкции» . Проверено 3 января 2014 г.

[3] Бедо М.А., Маккаскилл Дж.С. и др., «Открытые проблемы искусственной жизни», Artificial Life , осень 2000 г., 6 (4): 363-76.

[4] Бедо, Массачусетс, Снайдер, Э., Браун, Коннектикут и Паккард, Нью-Хэмпшир, 1997, «Сравнение эволюционной активности в искусственных развивающихся системах и в биосфере», в Четвертой европейской конференции по искусственной жизни , Мужьям и Харви (ред.), MIT Press, стр. 125

[5] Стэндиш, Р.К. 2003 «Открытая искусственная эволюция», Международный журнал вычислительного интеллекта и приложений 3 (2) , 167-175.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]