8.6. Искусственная жизнь, мозг, познание, разум, память и мышление

Искусственная жизнь (ИЖ) – это научная отрасль, посвященная пониманию жизни через попытки прояснения жизни в динамике, оказывающей влияние на биологические явления. Эти явления отображаются посредством ИТ, например, с применением компьютеров, для того чтобы в полной мере использовать современные экспериментальные условия. ИЖ представляет собой область знаний, которая использует достижения химии, физики, робототехники и других наук. Основу дисциплины составляет понятие жизни. Она занимается имитационным моделированием такой жизни, которую мы знаем, то есть работа посвящается изучению поведения организмов, построенных на иных принципах, нежели земные существа [114, 115]. Исходные комбинации клеток могут трансформироваться в очень разнородные сложные структуры.

Другой пример ИЖ – биоморфы. Ричард Гоугенс, для изучения эволюции видов, применял теорию графов, что позволило ему представить генетические операции для получения новых структур в последующих поколениях, т.е. если эволюция начинается с простых структур, напоминающих деревья, то можно получить структуры в форме различных насекомых. При этом рост организмов имитировался, при помощи формального описания развития. В последующем эти системы были применены для описания и моделирования развития растений, а эффект от этого перешел в область описания при создании фракталов.

Система Тьера представляет собой виртуальный мир, созданный биологом Томом Рейем. За жизненное пространство он взял виртуальный компьютер, в котором живут программы и индивиды. Программы он описал на простом языке, близком к ассемблеру. Для эволюции индивидов он использовал принцип мутации, т.е. случайной замены одной из команд программы, либо рекомбинации, состоящей в подмене фрагментов кода. При этом индивиды начинают соперничать между собой за ресурсы, т.е. за память виртуального компьютера и за время использования процессора, в результате, они пытаются занять больше памяти и выполнить больше команд.

Система Фремштик, которую считают наиболее развитой, была создана в 1997 году. Поляки реализовали этот проект. Они представили жизнь в виртуальном трехмерном мире, имеющим земную и водную среду, а организмы называли фремштиками, они состоят из палочек, которые дополнительно могут играть роль рецепторов, обладающих разными чувствами. Органы перемещения управляются при помощи нервной системы, моделируемой с помощью нейронной сети. Они конкурируют между собой за жизненное пространство и поиск пищи, путём борьбы. Каждая особь описывается генотипом – код с описанием строения фремштика. Доступны 3 способа описания хромосом:

1. Самый простой способ, описывающий структуру фремштика;

2. Рекуррентное описание;

3. Описание, основанное на записи информации о конкретной клетке.

Степень приспособленности оценивается в самом жизненном пространстве. Этот процесс может принимать различные формы в зависимости от подвижности особи, её устойчивости, размеров. Модель может принимать различные формы, например, поиск самой высокой особи. Следующие поколения особей будут возникать в результате эволюции, которая вызывается селекцией, мутацией и скрещиванием генов. Эволюция затрагивает как внешнюю форму организма, так и структуру их нервной системы.