A Neumann Társaság blogja az informatika, robotika legmenőbb témaköreiről – újszerű megközelítésben.

Kvantumugrás

Kvantumugrás

Mesterséges élet: amikor a számítástudomány művészetté válik

2021. április 28. - ferenck

Művészi és tudományos projektekből hallhattál már a mesterséges intelligenciánál is inkább sci-fiszerű mesterséges életről. Az MI-hez tartozik, intelligencia helyett azonban élő rendszereket, rendszer-környezet interakciókat, főként az evolúciót és az információfeldolgozást tanulmányozva próbál biológiai minták alapján szimulációval és más infokommunikációs módszerekkel szintetikus lényeket teremteni digitális, természetes és kevert közegben. Az életet nemcsak az általunk is ismert formájában vizsgálja, hanem azt is, hogy az „milyen lehetne.”

ali3.jpg

A mesterséges élet egyrészt tudomány és technológia, másrészt művészet. Az először 1986-ban, Christopher Langton által használt kifejezés három területre vonatkozik: szoftverre (számítógépes környezet digitális létformáira), hardverre (biológiai elvek szerint épített rendszerekre, például robotokra) és wetware-re. Utóbbin, a „nedves anyagon” biokémiát, szintetikus biológiát és hasonlókat értünk.

A szakterület őse az 1940-es évek végén a gépi reprodukciót és logikai következményeit vizsgáló Neumann János, az ő sejtautomatája volt a kezdőpont. Modelljét többen finomították, egyszerűsítették, majd Langton komplex rendszerek helyett életszerű formákat akart megvalósítani. Különleges hurokalakzatokig jutott el, amelyek generációról generációra öröklődő digitális genetikai információt és a szaporodásra vonatkozó utasításokat tartalmaztak. Q-alakú szerkezetekkel kezdte, sejtautomata-szabályokat alkalmazott rájuk. Idővel megnőtt a végük, szép lassan kezdetleges életformákat utánzó „hurokgyerekek” születtek. A kutató különös jelenségre, a káoszból spontán kialakuló rendre lett figyelmes. A mozgásban lévő rendszer tengeri létformákhoz, például korallokhoz hasonló, újabb hurkokból és utódaikból álló csoportokat generált.

ali.jpg

A biológiai jelenségek gépi úton reprodukálhatók – vonta le Langton a következtetést, miközben újabb „lényekkel”, többek között V-alakú virtuális hangyákkal kísérletezett. Nyomokat hagytak maguk után, csoportos kooperatív viselkedésük, rajintelligenciájuk szociális rovarokkal, igazi hangyákkal mutatott meglepő hasonlóságot.

Langton nemcsak a sejtautomata-modell hatékony alkalmazásáról győződött meg, de az apró egyéni cselekvésekből összeálló, központi intelligencia nélküli kollektív rendszerben, az alulról felfelé (bottom-up) történő, emergens viselkedésmintákat eredményező megközelítésről is, mert olyasmi történt, amit nem programozott előre. A mesterségesélet-programok egyébként a sejtautomatához hasonló genetikus, evolúciós algoritmusokként működnek.

ali2.jpg

Kortárs képzőművészek kreatív módon alkalmazzák a mesterséges életet: a több monitoron megjelenő képsorok kezdetben egyszerű absztrakt formák, amelyek fokozatosan komplexebb szerkezetekké alakulnak át. Az evolúció menetét követő program folyamatosan generál változatokat: megváltoznak a színek, új kompozíciós elemek jelennek meg, a képek már teljesen mások, mint eredetileg. A természetes organizmusoknak megfelelő, állandóan átalakuló, digitális lények a kaotikus gépi közeg korlátozott tereiért és az energiakészletekért küzdenek.

ali4.jpg

Míg a digitális létformák és ökoszisztémák csak számítógépes közegben „élnek”, és a belőlük levont tanulságok főként robusztus, alkalmazkodó és hibatűrő programok, áramkörök, illetve vírusok fejlesztésében konkretizálódnak, addig sokan a mesterséges élet kézzel foghatóbb, fizikai kivitelezésén, interaktív robotokon és egyéb gépeken, kompozit anyagokon, rendszerösszetevőkön dolgoznak.

ali0.jpg

Rodney Brooks, az MIT (Massachusetts Institute of Technology) legendás robotikusa például a hagyományos, az információfeldolgozást az érzékelés-modellezés-tervezés-cselekvés sor eredményeként, egy-egy műveletet gyakran egy-öt percig kivitelező, változó környezetben kevésbé hatékony robotrendszerek ellenében vezette be a viselkedésalapú, biológiai-evolucionista megközelítést. A modulárisan egymásra építhető összetevők önállóan, központi tervezés nélkül végzik feladatukat, az irányítást hálózataik interakciói eredményezik. A rendszer intelligenciája rétegszerű szerkezet kialakításával, lépésről lépésre növelhető. A rétegek önálló viselkedésgeneráló elemek, de függenek a hálózat korábban már felépített rétegeitől is.

ali1.jpg

Az ezen elvek alapján fejlesztett robotoknál a rétegek, azok összetevőinek megnyilvánulásaiban megfigyelhető a bonyolultabb mesterségesélet-rendszerek talán legfontosabb jellemzője, az emergencia.

A bejegyzés trackback címe:

https://kvantumugras.blog.hu/api/trackback/id/tr9516513762
süti beállítások módosítása