مقاله زندگی مصنوعی

بخشی از مقاله

چکیده

حیات مصنوعی شبیه سازی حیات طبیعی موجود بر روی کره زمین یا یک نوع حیات فرضی است. این شبیه سازی با استفاده از ترکیب اجزای سازنده حیاتی صورت می گیرد و در آن قابلیت های زیر در نظر گرفته می شوند: تکامل، تولیدمثل، یادگیری، رفتاربرآیندی، استنباط قوانین حیاتی از محیط و دیگر ویژگی های زیستی. هدف از شبیه سازی حیات کشف قوانین حاکم برپدیده های زیستی است. و مهم تر از آن یافتن کاربرد این قوانین در تمام شاخه های مهندسی برای بهره وری بیشتر از زمان و سرمایه می باشد.حیات مصنوعی شاخه ای از علوم است که حیات واقعی و رفتارهای وابسته را با مدل های کامپیوتری می آزماید.

کریستوفر لانگتون مفهوم حیات مصنوعی را چنین بیان می کند: زندگی به جای اینکه ساخته طبیعت باشد ساخته بشر است. سه نوع حیات داریم که با توجه به اهداف و زمینه کارشان به نام های نرم، سخت و خیس - بیوشیمی - نامگذاری شده اند در واقع حیات مصنوعی تقلید زیست شناسی سنتی به وسیله بازآفرینی پدیده های زیستی است. کلمه حیات مصنوعی غالبا برای بخش نرم آن بکار می رود. امکان دارد که بسته به نوع حیات مورد نیاز محققان ترکیبی از هر سه نوع حیات تشکیل گردیده باشد. هدف اول این مقاله: تعریفی جامع از زندگی مصنوعی است. هدف دوم: زندگی مصنوعی به چه مباحثی مرتبط می شود. هدف سوم: زندگی مصنوعی تا کجا پیش خواهد رفت.

.1 مقدمه

ارسطو، فیلسوف بزرگ باستان در واقع سعی کرد زندگی را تعریف کند. او معتقد بود که آنچه موجودات زنده را از اشیا غیر زنده متمایز می کند، دارا بودن روح است و انسان بالاترین شکل یک روح را دارا می باشد و حیوانات و گیاهان نیز روح دارند اما اندازه آن کمتر است. تعریف ارسطو برای قرن ها ماندگار بود و مورد انتقاد کمی واقع شد. حتی افرادی که تعریف ارسطو را مورد سوال قرارمی دادند، معتقد بودند که زندگی تنها از زندگی نشأت می گیرد و اینکه چیزی غیر ملموس در یک موجود زنده محصور است، قبل از اینکه او زنده تلقی شود. اما دارا بودن روح یک مفهوم بسیار انتزاعی است برای تعیین این امر استفاده می شود که چیزی زنده است یا غیر زنده. از دوران ارسطو مشاهده می شود که تمام موجودات زنده دارای ویژگی های خاصی هستند.

آن ها همگی برای داشتن انرژی، تغذیه می کردند، همگی رشد می کردند و همگی تولیدمثل می کردندو همگی می مردند.[1] بعد از اینکه داروین مشاهدات خود را در مورد انتخاب طبیعی منتشر کرد، تکامل نیز یکی از ویژگی های خاص زندگی شد.تا اینکه با کشف DNA، تحولی شگرفت صورت گرفت. بین توضیح تکامل داروین،کشف DNAتوسط واتسون، یک تشابه وجود دارد. دیگر زندگی از دیدگاه ارسطو تعریف نمی شود، زندگی دقیقا بررسی، تجزیه و تحلیل و مقایسه می شود. DNA تمام اطلاعاتی را دارد که ما را انسان می سازد، اما همان مکانیسم حتی به ساده ترین موجودات زنده نیز شکل می دهد. با روش تکامل، روی این سازه تنوع زیستی شکل می گیرد.

پیدایش کامپیوتر امکان طرح ریزی سیستم های پیچیده برای ما میسر ساخته است که بعضی از آن ها ویژگی های مربوط به موجودات زنده را نشان می دهند. تحقیق در مورد زندگی مصنوعی ما را وا می دارد که بگوئیم منظور از نوع زندگی چیست؟وچه سیستم هایی ایجاد شود تا انواع زندگی که با آن آشنا هستیم، مدل سازی شود. همچنین سیستم های منحصر به فرد و جدیدی ایجاد می شود که زندگی را در یک جنبه و وضع جدید نشان دهد .بعضی سیستم ها مثل اتوماتای سلولی، رفتارهای پیچیده ای را نشان می دهند که قابل تمایز از قوانین ساده نیستند که آن ها را کنترل می کنند.

تصور ساخت ارگانیزم های زنده و در رأس آن ها انسان، از دیرباز یکی ازآرزوهای دست نیافتنی انسان بوده است که امروزه به یمن استفاده از دانش کامپیوتر و کامپیوتر های پیشرفته به صورت مجازی تحقق یافته است. اکنون دیگر برای مطالعه پدیده های زیستی به صرف وقت و به کار گرفتن سرمایه فراون نیازی نیست تنها با شبیه سازی زیست گونه ها در محیط مجازی می توان قوانین حیاتی را استنباط نمود .

یکی از کارآمدترین کارهایی که می توان به کمک یک کامپیوتر انجام داد ساخت اشکال مصنوعی حیات است . درحال حاضر به کمک حیات مصنوعی می توان گونه های زیستی فرضی را به سهولت ایجاد نمود و در محیطی دلخواه مورد مطالعه قرار داد.اتوماتای سلولی به عنوان یکی از زیر شاخه های مهم حیات مصنوعی نقش مهمی در شبیه سازی رفتارهای زیستی، اجتماعی و مطالعه این رفتارها دارد. [3]

در اوایل دهه 1920 ایده سیستم های زنده پروتئینی ارائه شد. انجام آزمایش برای درک چگونگی ایجاد عناصر پایه سیستم زنده - amino acid, hydroxy acid - صورت گرفت و amino acid در نتیجه آزمایشات انجام شده مشخص گردید.کنجکاوی روی سیستم زنده و پیشرفت تکنولوژی راه حل جدیدی برای شناخت قوانین حاکم بر موجودات زنده به نام زندگی مصنوعی - Artificial Life - ایجاد کرد. بشر نام علمی homo-sapiensیا »مرد خردمند« را به خود نسبت داده است، زیرا قابلیت های ذهنی و حسی ما برای زندگی روزمره بسیار مفید هستند.

حوزه هوش مصنوعی - - artificial Intelligence سعی دارد تا موجودیت های هوشمند را درک کند. از این رو یکی از علل مطالعه آن، بیشتر دانستن در مورد خودمان است، اما برخلاف فلسفه و روانشناسی - که آن ها نیز به هوشمندی مرتبط هستند- هوش مصنوعی سعی دارد به همان خوبی که آن ها را میفهمد، به ساخت آن ها نیز قادر شود. کلمه روباتیک - robatics - را اولین بار »ایزاک آسیموف« در یک داستان کوتاه ارائه کرد.در سال 1954 میلادی، عصر روبات ها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف »جرج دوول - - George Devol شروع شد« در سال 1962 شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کارگرفت. روبات ها روز به روز هوشمندتر میشوند تا هر چه بیشتر در کارهای سخت و پر خطر به یاری انسان ها بیایند.

در حقیقت به نظر میرسد که تلاشهای اخیر زیستشناسان در تولید زندگیهای مصنوعی، انسان هزاره سوم را بهسوی یک حیات مصنوعی سوق دهد. انسان ها از دیرباز فهمیده بودند که اندامهایی که به هر طریقی تخریب شده و یا از بین رفتهاند، غیرقابل ترمیم هستند، بنابراین به فکر جایگزینی ساختارهای مشابه اندامهای خود افتادند. این تلاش در قرون اخیر با تولید بسیاری از پروتزهای اندامهای حرکتی قوت گرفت. بهطوری که هر روز بر عملکردها و تواناییهای این اندامهای مصنوعی افزوده میشود و این اعضا از تواناییهای بیشتری که با حداکثر دقت مشابه عملکردهای اندامهای طبیعی هستند، برخوردار میشوند. امروزه فناوریهای برتر نیز به کمک پروتزها آمدهاند و حیات را به این ابزارها بخشیدهاند.[4,5,6,7,8]

اما شاید بتوان گفت که، تولید حیات از هیچ، دغدغهای است که ذهن بشر را در دهههای اخیر به خود درگیر کرده است. زندگی مصنوعی مانند جدش، هوش مصنوعی، میتواند به مثابه گونهای از فلسفه محسوب شود. به طور خلاصه تحقیق روی زندگی مصنوعی خلق تجربیات فکری کنترل شده روی پیچیدگیهای تعریف نشده زندگی است. این یک طریق فوقالعاده در تایید و یا عدم تایید خیلی از شهود است و یا حد سیاستی است که برای تحقیقات مفهومی و تعریفات سوژهای فلسفه است. فیلسوفانی که این موقعیت را میبینند، با وجود این، تمام تعاریف انتزاعی که در این مسیر ممکن است وجود داشته باشد، وارد میدان شده و برای استفاده از هنرمندیهای شبیهسازانه کامپیوتری کمر همت میبندند.[9]

.2 حیات مصنوعی فردی در یکی از این سه حوزه تعریف می گردد

.2,1 نرم افزار

طبق نظر حوزه ی علوم کامپیوتر، حیات بیشتر به وسیله ی اشکال سازمانی توصیف می شود.بحث این است که حیات و خواص وراثتی که به صورت مصنوعی مورد مطالعه قرار می گیرند شرایط را آرمان گرایانه بررسی می کند. یا بر حسب اتفاق و تصادف و یا بیانگر یک سیر واقعی است؟ آیا مرز بین ممکن و ناممکن به وضوح و درستی مشخص خواهد بود؟ آیا پس از بررسی، بشر قادر به ساخت حیاتی نو خواهد بود و آیا این امر مسائل اخلاقی را با چالش مواجه خواهد ساخت یا خیر؟[10,11]

.2,2 سخت افزار

بحث اصلی سخت افزار در زندگی مصنوعی ساخت روبات های حیوان مانند کوچکی به نام انیمات به منظور ساخت و مطالعه ی اصول طراحی دستگاه های خود گردان است. ویژگی ماژولار بودن یک ماژول بر هم کنش دستگاه با محیط اطراف خود محسوب می گردد. ماژولها به صورت نیمه خود گردان عمل کرده و به تنهایی مسئولیت حس کردن، مدل سازی، محاسبه و یا استدلال و کنترل موتور را بر عهده دارند که به منظور دست یابی به کارآیی لازم امری ضروری محسوب می شود. ارتباط مستقیم ادراک و عمل بوسیله ی مدیریت استدلالی ونسبتاً نزدیک به اطلاعات دیگر حسگرها است.