LOS SISTEMAS EVOLUTVOS
Marzo 20001

Introducción

La teoría de los Sistemas Evolutivos parte del constante cambio en los sistemas tanto de la información que manejan como de su estructura y desde hace mas de veinte años se han aplicado a la solución de problemas en areas como el reconocimiento de patrones y lenguaje natural, la generación de música por computadora y la vida artificial entre otros, dando muy buenos resultados.

Durante los años 80's surgio en México una escuela propia sobre el tema, que tiene entre otros antecedentes los conceptos de Redes Neuronales (1943), Máquinas que Aprenden (1966), Lingüística Matemática (1957) y Fractales de Mandelbrot (inicios de los años 60's).

A principios de los años 80's Fernando Galindo Soria inició el desarrollo de los Sistemas Evolutivos. Fué en 1983 cuando consolidó la idea y en septiembre de 1986 publicó el artículo Sistemas Evolutivos en el Boletín de Política Informática del INEGI-SPP, en la Cd. de México, donde presentó la Teoría de los Sistemas Evolutivos, la cual actualmente plantea que los sistemas evolucionan como resultado del constante cambio producido por el flujo de materia, energía e información que los cruza.

Aplicando este enfoque al ámbito de la programación, los Sistemas Evolutivos estudian la forma de construir sistemas capaces de modificar sus reglas, procesos, datos, y/o estructura, cada vez que nueva información ingresa al mismo.

Cuando un niño toma entre sus manos un vaso de cristal por primera vez, puede suceder que el vaso resbale o incluso caiga de sus manos. Esto es a causa del desconocimiento de la presión que debe ejercer la mano sobre el vaso. Si esta actividad fuera ejecutada por un brazo mecánico, ciertamente primero sería necesario "enseñarle" cual es la presión indicada que debe ejercer para no tirar ni destrozar el vaso. En el caso del niño, este conocimiento es absorbido de manera tan transparente que no es necesario que alguien le haga saber cuanta presión debe ejercer la próxima vez que tome un vaso de cristal. Esta capacidad del Sistema (niño) de modificar su estructura de conocimiento (presión a ejercer) causada por el hecho de estar en contacto con nueva información, materia y/o energía (vaso de cristal), es lo que lo hace a un Sistema Evolutivo.

Fernando Galindo Soria menciona en su artículo Sistemas Evolutivos las siguientes cinco características principales de los Sistemas Evolutivos:

1) "El sistema debe contener algún mecanismo que le permita captar la realidad que lo rodea, ya que necesita conocer y estudiar el ambiente con el fin de detectar las diferencias y cambios que requiere para poder adaptarse y evolucionar en este medio.
2) El sistema debe ser capaz de almacenar y representar el conocimiento, con el fin de construir su propia representación de la realidad y poderla explorar.
3) El sistema debe ser capaz de "generar" nuevo conocimiento, a partir del que tiene almacenado y el que capta del exterior, con el fin de que pueda proponer cambios o modificaciones a su imagen de la realidad incluyendo ese nuevo conocimiento.
4) El sistema debe ser capaz de abstraer, a partir de un conjunto de conocimientos y reglas generales que los representan en forma sintética.
5) El sistema debe ser capaz de establecer un diálogo con el exterior, con el fin de que pueda transmitir su conocimiento y propicie el cambio en el exterior y la retroalimentación de ese cambio hacia el interior."

Durante 1986, se comenzaron a construir los primeros Sistemas Evolutivos, principalmente por investigadores de licenciatura en Ciencias de la Informática de la UPIICSA del Instituto Politécnico Nacional y más tarde en el CENIDET-DGIT de Cuernavaca, Morelos.

Como ejemplo de estos sistemas, tenemos al Agente Evolutivo Manejador del Conocimiento creado en 1997 por el investigador Jesús Olivares Ceja, el cual se presentó en el X Congreso de la ANIEI sobre Informática y Computación. Este es un Sistema Evolutivo, encargado de obtener información de algún texto y extraer de él la información sustanciosa que produce conocimiento.

El trabajo Sistemas Evolutivos Generadores de Escenarios Fractales , desarrollado por José Armando Medina May y presentado en el X Congreso Nacional ANIEI sobre Informática y Computación, es un sistema que crea escenarios basados en paisajes que evolucionan bajo el concepto de matrices evolutivas.

En Aplicación de los Sistemas Evolutivos en el Análisis de Espectros de Rayos Gamma, los investigadores Luis E. Torres Hernández, Luis C. Longoria G., Antonio Rojas Salinas, investigadores del Instituto Tecnológico de Toluca, diseñaron en 1995 un sistema que utiliza matrices evolutivas, para analizar espectros gamma y generar huellas de comportamiento a partir de varios archivos de datos con formatos ASCII. Para ello, se representa al espectro como un vector, que al agruparlo con otros, forma una matriz. La operación que se realiza sobre estos vectores depende de sus valores, de manera que nuevos vectores pueden ser agregados a la matriz.

El Sistema Evolutivo de Reconocimiento de Formas en Dos Dimensiones, desarrollado también en 1995 en la Escuela Superior de Cómputo del Instituto Politécnico Nacional por los investigadores Karla García García, Sergio Salcido Bustamante, Alfonso Ventura Silva, está diseñado para reconocer formas en dos dimensiones, sin que el sistema posea archivos predefinidos de imágenes, sino, que, almacena los datos que le envía el digitalizador en memoria y terminado este proceso, compara la forma recibida con todas las formas que ya conoce, las cuales están enlistadas en un archivo. En caso de que la forma sea nueva, este aprende bajo la definición que el usuario proporcione y lo almacena en un archivo nuevo. Por otro lado, cuando la forma presenta gran similitud con alguna conocida, se crea una nueva, que contiene características que se suman de cada una de ellas.

En 1999 Horacio Alberto García Salas presentó en la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería Ciencias Sociales y Administrativas del Instituto Politécnico Nacional, la Tesis de Lic. en Informática titulada Aplicación de los Sistemas Evolutivos a la Composición Musical. Éste, es un Sistema Evolutivo capaz de crear música basándose en obras existentes de uno o varios autores. El sistema lee el archivo de música y obtiene de él la información que lo distingue y lo integra en una matriz evolutiva. Con esta información, genera una nueva pieza que deja ver matices del o los autores originales.

Referencias

-GALINDO Soria, Fernando. "Sistemas Evolutivos". Boletín de Política Informática del INEGI- SPP. Cd. de México. Septiembre de 1986.

-GALINDO Soria, Fernando. "Matrices Evolutivas". Revista Científica num. 8. Editorial de la ESIME del IPN. Cd. de México. Marzo - Abril de 1998

-GALINDO Soria, Fernando. "Desarrollo Histórico de los Sistemas Evolutivos".UPIICSA del IPN. Cd. de México. Noviembre 1989.

-TORRES Hernández, Luis E., LONGORIA G., Alfonso, ROJAS Salinas, Antonio. "Aplicación de los Sistemas Evolutivos en el Análisis de Espectros de Rayos Gamma". Memorias de la Primera Conferencia de Ingeniería Eléctrica CIE/95. CINVESTAV del IPN. Cd. de México. Septiembre 1995.

-OLIVARES Ceja, Jesús. "Agente Evolutivo Manejador del Conocimiento". Memorias del X Congreso Nacional ANIEI sobre Informática y Computación, Monterrey, N. L. Octubre 1997.

-MEDINA May, José Armando. "Sistemas Evolutivos Generadores de Escenarios Fractales". Memorias del X Congreso nacional ANIEI sobre Informática y Computación. Monterrey, N. L. Octubre 1997.

-GARCIA Salas, Horacio Alberto. "Aplicación de los Sistemas Evolutivos a la Composición Musical". UPIICSA 1999

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