LA VIDA ARTIFICIAL
Marzo 2001

Introducción

Desde la aparición de las primeras computadoras, el hombre ha soñado con implementar sistemas que sean capaces de reaccionar de manera similar a la de un ser vivo. Así se crea la Vida Artificial la cual pretende modelar el comportamiento que siguen los seres vivos durante su desarrollo y al relacionarse entre ellos y con su entorno. En su estudio se distinguen dos lineas; el diseño de seres virtuales y el de ecosistemas virtuales.

Como ejemplo de programacion de seres virtuales tenemos al presentado en octubre de 1993, en el VI Congreso Internacional de Informática y Computación por las maestras Angélica García V., Angélica Muñoz Meléndez y el Dr. José Negrete llamado "Propuesta de un Mundo Sintético Fundado en Metodologías Basadas en el Comportamiento". Un trabajo que simula el desarrollo de una criatura en su medio ambiente y el proceso de adaptación al mismo. Para realizar este proyecto, se dotó de atributos a un ser sintético y se le programó para ser capaz de reconocer los elementos que forman parte del espacio creado para él (como agua, tierra y comida) y "reaccionar" de manera distinta ante cada uno de estos elementos.

Un ejemplo de ecosistema virtual es El juego de la vida, un problema clásico de la programación creado en 1970 por John H. Conway, el cual intenta modelar el desarrollo de una población con el uso de puntos llamados "células", los cuales interaccionan usando tres reglas preestablecidas que son:

1.-Cada elemento permanece vivo, si tiene dos o tres vecinos (necesita compañía para vivir).
2.-Un elemento muere, si tiene más de tres vecinos (por sobrepoblación).
3.-Un elemento nace, en un espacio vacío, si tiene exactamente tres vecinos.

Cada elemento tiene la posibilidad de rodearse de un máximo de ocho elementos vecinos (Vecindad de Moore).

El juego de la vida no es el único ejemplo, otros sistemas como presa-depredador, peces en un cardúmen y sistema inmunológico también son problemas clásicos en el modelado de Vida Artificial.

Cuando John H. Conway creo el juego de la vida, muchos programadores se emocionaron al ver cuantos patrones de movimiento podían encontrarse al cabo de algunas iteraciones. Los desplazamientos en "manada", surgen a la vista sin una aparente programación previa. Es decir, uno de los elementos mas esperados en la vida artificial es precisamente lo que "no se programa" en otras palabras la capacidad emergente del sistema. Como ya habrá intuido el lector, esta ultima es una de las características de la vida artificial y existen otras mas.

Los Siete Principos de la Vida Artificial

En el libro Vida Simulada en el Ordenador, la Nueva Ciencia de la Inteligencia Artificial de Claus Emmeche, se mencionan los siguientes siete puntos principales que describen la Vida Artificial:

1) "La biología de lo posible. La Vida Artificial no se restringe a la vida creada con carbono y es el objeto de la biología experimental.
2) Método Sintético. Intento de la Vida Artificial por sintetizar los procesos y comportamientos vitales, por medio de un ordenador.
3) Vida real (artificial). La conducta y los procesos generalizados, son tan genuinos como la conducta exhibida por los organismos de la vida real. Lo artificial, de la Vida Artificial descansa en los chips de silicio y demás componentes del ordenador, que fueron creados por el hombre y no en el comportamiento, lo cual es producido por la misma naturaleza.
4) Toda la Vida es forma. La vida es un proceso y es la forma de este proceso, no la materia, lo que constituye la esencia de la vida. Uno puede ignorar por lo tanto el material y en cambio, abstraer de él la lógica que gobierna el proceso, tomándolo de la forma material concreta que conocemos. En consecuencia se puede lograr la misma lógica en otro revestimiento o sustrato material. La vida es fundamentalmente independiente del medio
5) Construcción de abajo hacia arriba. En la programación de abajo hacia arriba, se definen pequeñas unidades y unas pocas y sencillas reglas para su interacción interna, puramente local, de esta interacción, surge un comportamiento coherente "global", no programado previamente. La programación de abajo hacia arriba, surge del hecho de que nuestras proteínas están "programadas", en forma relativamente explícita por el ADN, pero, no hay un gen que especifique directamente la forma de la cara o el número de dedos.
6) Procesamiento paralelo. El principio de procesamiento de información en la Vida Artificial, se basa en el paralelismo masivo que ocurre en la vida real. En la vida real, las células nerviosas del cerebro trabajan una al lado de la otra, sin esperar a que su vecina "termine su trabajo".
7) Facilidad de emergencia. La palabra emergencia, se usa para designar el fascinante todo que se crea cuando muchas unidades semisimples interactúan unas con otras de una manera compleja".

Las Propiedades de la Vida

En este mismo libro, se mencionan las Propiedades de la Vida, y son las siguientes:

1) "La vida es una configuración en el espacio-tiempo.
2) La vida ama la autorreproducción.
3) La vida está asociada con el acopio de información, para su autorrepresentación.
4) La vida prospera con la ayuda del metabolismo.
5) La vida participa en interacciones funcionales con el ambiente.
6) Las partes de los seres vivos tienen una crítica dependencia interna de unas respecto de las otras.
7) La vida exhibe una estabilidad dinámica frente a perturbaciones.
8) La vida, no la individual, sino, su linaje, tiene la capacidad de evolucionar".

Los Autómatas Celulares

Una de las herramientas mas utilizadas en la programación de ecosistemas virtuales son los autómatas celulares propuestos originalmente por el Dr. Von Newman en los años cuarenta como herramienta de programación.

Los autómatas celulares son celdas que contienen valores donde el espacio y el tiempo son cantidades discretas y por lo tanto, son sistemas dinámicos discretos y pueden definirse en términos del estado o valor de las celdas, la vecindad y la regla local.

El estado o valor es el dato que contienen, el más común es el de 0 ó 1.

La vecindad se refiere a los elementos más cercanos al retículo en estudio, por ejemplo, en un vector para un elemento i sus vecinos son i-1 e i+1.

Los dos tipos más comunes de vecindad son la Vecindad de Von Newman o vecindad de cuatro puntos donde un elemento i tiene por vecinos a los elementos i+1, i-1, i+n e i-n.

i-n
i-1
i
i+1
i+n

Figura 1.1.1. Elementos vecinos
a i en la Vecindad de Von Newman.

Y la Vecindad de Moore, o de ocho puntos, que considera no solo a los cuatro anteriores, sino también a los elementos i+n+1, i+n-1, i-n+1 e i-n-1.

i-n-1
i-n
i-n+1
i-1
i
i+1
i+n-1
i+n
i+n+1

Figura 1.1.2. Elementos vecinos
a i, en la Vecindad de Moore.

Las reglas, se refieren a la forma en que se relacionan dos autómatas celulares, por ejemplo, cambiar de estado cuando se encuentren dos autómatas con el mismo contenido. Esto se describe con mas detalle en el Juego de la vida.

Referencias

-EMMCHE, Claus. "Vida Simulada en el ordenador. La nueva ciencia de la Inteligencia Artificial. Colección Limites de la Ciencia. Editorial Gedisa (http://www.gedisa.com). Octubre de 1988

-ADAMI, Christoph. "Introduction to Artificial Life". Editorial Telos (http://www.telospub.com)

-GARCÍA V., Angélica, MUÑOZ Meléndez, Angélica, NEGRETE, José. "Propuesta de un Mundo Sintético Fundado en Metodologías Basadas en el Comportamiento". Memorias del VI Congreso Nac. sobre informática y computación organizada por la Asociación Nac. de Instituciones de Educación en Informática (ANIEI). Mérida, Yucatán. Octubre 1993

-La Vida llegó a Maloka. Pagina web con información descriptiva sobre el área de la Vida Artificial. http://maloka.org/virtual/vida/evolucion.htm

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