Адаптивная система

Адаптивная система — это набор взаимодействующих или взаимозависимых сущностей, реальных или абстрактных, образующих единое целое, которые вместе способны реагировать на изменения окружающей среды или изменения взаимодействующих частей способом, аналогичным либо непрерывному физиологическому гомеостазу , либо эволюционной адаптации в биологии. . Петли обратной связи представляют собой ключевую особенность адаптивных систем, таких как экосистемы и отдельные организмы ; или в человеческом мире, сообществах , организациях и семьях . Адаптивные системы могут быть организованы в иерархию.

К искусственным адаптивным системам относятся роботы с системами управления , использующими отрицательную обратную связь для поддержания желаемых состояний.

Закон адаптации

Закон адаптации можно неформально сформулировать так:

Любая адаптивная система приближается к состоянию, в котором прекращаются все виды стимуляции.

Формально закон можно определить следующим образом:

Учитывая систему $S$, мы говорим, что физическое событие $E$ является стимулом для системы $S$ тогда и только тогда, когда вероятность $P(S\rightarrow S'|E)$ что система претерпевает изменения или возмущения (в своих элементах или в своих процессах), когда событие $E$ происходит строго больше, чем априорная вероятность того, что $S$ претерпевает изменения независимо от $E$:

$P(S\rightarrow S'|E)>P(S\rightarrow S')$

Позволять $S$ быть произвольной системой, подверженной изменениям во времени $t$ и пусть $E$ быть произвольным событием, которое является стимулом для системы $S$: мы так говорим $S$ является адаптивной системой тогда и только тогда, когда t стремится к бесконечности $(t\rightarrow \infty )$ вероятность того, что система $S$ изменить его поведение $(S\rightarrow S')$ с шагом во времени $t_{0}$ учитывая событие $E$ равна вероятности того, что система изменит свое поведение независимо от возникновения события $E$. В математических терминах:

1. - $P_{t_{0}}(S\rightarrow S'|E)>P_{t_{0}}(S\rightarrow S')>0$
2. - $\lim _{t\rightarrow \infty }P_{t}(S\rightarrow S'|E)=P_{t}(S\rightarrow S')$

Таким образом, в каждый момент $t$ будет существовать временной интервал $h$ такой, что:

$P_{t+h}(S\rightarrow S'|E)-P_{t+h}(S\rightarrow S')<P_{t}(S\rightarrow S'|E)-P_{t}(S\rightarrow S')$

саморегулирующихся

В адаптивной системе параметр изменяется медленно и не имеет предпочтительного значения. Однако в саморегулирующейся системе значение параметра «зависит от истории динамики системы». Одним из важнейших качеств саморегулирующихся систем является ее « адаптация к грани хаоса » или способность избегать хаоса . Практически говоря, направляясь к краю хаоса, не продвигаясь дальше, лидер может действовать спонтанно, но без катастрофы. В статье «Сложность», опубликованной в марте/апреле 2009 г., дополнительно объясняются используемые саморегулирующиеся системы и реалистичные последствия. Физики показали, что адаптация к грани хаоса происходит почти во всех системах с обратной связью .

См. также

• Аутопоэзис
• Адаптивная иммунная система
• Искусственная нейронная сеть
• Сложная адаптивная система
• Распространение инноваций
• Экосистемы
• Гипотеза Геи
• Программирование экспрессии генов
• Генетические алгоритмы
• Обучение
• Нейронная адаптация

Ссылки

• Мартин Х., Хосе Антонио ; Хавьер де Лопе ; Дарио Мараваль (2009). «Адаптация, предвидение и рациональность в природных и искусственных системах: вычислительные парадигмы, имитирующие природу». Естественные вычисления . 8 (4): 757–775. дои : 10.1007/s11047-008-9096-6 . S2CID   2723451 .