人工生命研究和應用實例,其中一個絕對想不到!

2020-11-23 同花順AI

1.人工腦

波蘭人工智慧和心理學教授安奇布勒(Andrzej Buller)及一些日本學者在日本現代通信研究所進化系統研究室對人工腦的研究,已取得重要進展。他們在1996年第四屆國際人工生命會議上作了題為《針對腦通信的進化系統一一走向人工腦》的專題報告。他們所採用的研究方法是將進化計算、非平衡動力學、林登邁耶(Lindenmayer)系統(簡稱L系統)的產生語法、細胞自動機方式的複製器、神經學習等加以集成和融合。相關的研究手段涉及硬體、軟體和納米技術。相關的概念則包括達爾文晶片和達爾文機器等。該課題組關於細胞自動機機器(CAM)-腦計劃的目標是要建造一個人工腦。

人工大腦

2.計算機病毒

計算機病毒(computer virus)一詞源於1977年出版的由T.J.瑞安(Ryan)撰寫的美國科幻小說《P-1的青春》( The Adolescence of P-1)。20世紀80年代,計算機技術的飛速發展也帶來了一些負面效應。計算機病毒就是其中之一,它指的是在計算機上傳染的與生物學中的病毒具有相似生命現象的有害程序。一般地說,計算機病毒是一種能夠通過自身繁殖,把自己複製到計算機內已存儲的其他程序上的電腦程式。像生物病毒樣,計算機病毒可能是良性的也可能是惡性的。惡性的計算機病毒會引起電腦程式的錯誤操作或使計算機內存亂碼,甚至使計算機癱瘓。計算機病毒具有繁殖、機體集成和不可預見等生命系統的固有特徵。

現在一般把計算機病毒視為一種惡性的有害程序。按照這種看法,認為計算機病毒是一種人為的用計算機高級語言寫成的可存儲、可執行的計算機非法程序。這種程序隱藏在計算機系統可存取的信息資源中,利用計算機系統信息資源進行生存、繁殖、影響和破壞計算機系統的正常運行。計算機病毒可以用C語言、 FORTRAN語言、 BASIC語言、 PASCAL語言、計算機的機器指令等計算機語言編寫。

計算機病毒通常由三部分組成:引導模塊、傳染模塊和表現模塊。引導模塊將病毒從外存引人內存。傳染模塊將病毒傳染到其他對象上。表現模塊(破壞模塊)實現病毒的破壞作用,如刪除文件、格式化硬碟、顯示或發聲等。計算機病毒隱藏在合法的可執行程序或數據文件中,不易被人們察覺和發現,一般總是在運行染有該種病毒的程序前首先運行自己,與合法程序爭奪系統的控制權。

計算機病毒

3.計算機進程

它類似於計算機病毒,把進程當作生命體,可在時間空間中繁殖,從環境中汲取信息,修改所在的環境。這裡不是說計算機是生命體,而是說進程是生命體。該進程與物質媒體交互作用以支持這些物質媒體(如處理器、內存等),可把進程視為具有生命的特徵。

一些種子保持冬眠達數千年,在冬眠期內既沒有新陳代謝,也沒有受到刺激,但毫無疑問,它們是有生命的,在適當的條件下即可發芽。類似地,計算機進程也可在內存的某個地方之外活著,等待適當的條件重新出現以便恢復它們的活動狀態。

4.細胞自動機

這是一種人工細胞陳列,每個細胞具有離散結構。按照預先規定的規則,這些細胞的狀態可隨時間變化,通過陳列傳遞規則,計算每個細胞的當前狀態及其近鄰細胞狀態。所有細胞均自發地更新狀態。

細胞自動機是1940年由馮諾依曼發明的,它以數學和逐料形式提供了一種理解自然系統(自然自動機)的重要方法,也是理解模擬和數字計算機(人工自動機)的一種系統理論。隨著大規模並行單指令多數據流(SIMD)計算機的發展,很容易獲得低價格的彩色圖像,使得細胞自動機的研究更為方便。

人工核苷酸

5.人工核苷酸

人工生命並不局限於計算機,許多被酶作用的物質可以支持生命,化學系統所形成的各種生命正在被開發。

1960年,素爾施皮格爾(Sol Spiegelhe)和他的同事結合當時已知的分子的最小集合,允許在一個試管中進行核糖核酸(RNA)的自複製,產生核苷酸前體、無機物分子、能源、複製酶以及來自p細菌菌體(bacteriophage)的RNA的錐形,細菌噬菌體RNA分子無須感染的細菌宿主,就可以很快地複製以保持合適的頻率。一系列轉移使RNA分子的數目快速增長,但與此同時,RNA分子本身反而變小了,直到達到最小的尺寸為止。分子群體從大量的、易傳染的形式變為小的、不易傳染的形式,大抵是因為它可從細菌核苷酸處脫落。很顯然,這些複製和進化RNA分子是與原始人工生命形式類似的。

分子生物學的新發展已經變得更加有趣,促進了人工分子的進化。切赫(Cech)和奧爾曼(Allman)發現RNA有酶化學和複製能力,這是非常關鍵的,它允許單個RNA分子進化。

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