shutterstock/Lari Bat
Если бы сейчас у меня была возможность заново выбрать профессию, то, весьма вероятно, выбор был бы отдан не системному программированию, а предмету, который находится на стыке биологии и компьютерных технологий. Насколько я знаю, этого предмета, к сожалению, нет в программах российских вузов. Имя ему Artificial life (AL, ALife), или, если переводить это название дословно, «искусственная жизнь».
AL можно рассматривать как некую универсальную биологию, которая изучает все формы жизни, какие только могут быть, а не только ту, которую in vivo можно наблюдать на нашей планете. Очевидно, первыми исследователями AL были писатели-фантасты. Вспомните «Комический госпиталь» Станислава Лема, в котором в норме и патологии были представлены самые разные формы жизни. Развитие компьютерных технологий дает возможность исследовать формы жизни, отличные от построенной на углеродных цепочках.
Точного определения, что такое AL, нет. Это понятие междисциплинарное и довольно молодое: как научное направление AL развивается с 1987 года, выделившись из искусственного интеллекта (ИИ), и было очень популярно в начале 1990-х годов. Есть разные варианты определения AL, вы можете выбрать наиболее понравившийся.
AL — это попытка понять высокоуровневое поведение на основе простых правил.
AL — исследование искусственных систем, демонстрирующих поведение, свойственное живым естественным системам.
AL — это исследование процессов самоорганизации, адаптации, эволюции, обучения и автономного поведения в искусственно созданных системах, независимо от их физической реализации.
В AL вопросы возникают с самого начала. Что есть жизнь? Что общего между различными формами жизни? Понимание биологических принципов крайне важно для создания новых технологий в самых разных областях. Использование таких подходов в вычислительной технике (ВТ) привело к созданию нейрокомпьютеров, а в программировании — генетических алгоритмов. Термин ввел Кристофер Лэнгтон (Chrith Langton), американский ученый-компьютерщик и один из основателей AL.
В AL различают два больших направления — жизнь, какой она может быть (Life-As-It-Could-Be), и жизнь, какой мы ее знаем (Live-As-We-know-it). Первое направление — это изучение жизни, синтезированной в искусственной среде, а также исследования моделей искусственного биологического феномена. При этом к AL «принято относить компьютерные модели, обладающие рядом конкретных особенностей. Во-первых, центральная модель системы — будь то персонаж детской игры, самоходный робот или интеллектуальный агент Internet — обладает способностью адаптироваться к условиям внешнего мира, пополняя знания о нем, взаимодействуя с другими объектами и средой. Во-вторых, компоненты системы, развиваясь в процессе эволюции, способны передавать свои характерные черты по наследству, то есть присутствует механизм порождения новых поколений — путем деления, скрещивания либо дублирования существующих объектов. В-третьих, окружающий мир достаточно жесток и сводит к минимуму шансы на выживание и появление потомства у слабых и плохо приспособленных особей. И наконец, присутствует механизм порождения новых форм (аналог мутаций в реальном мире), обычно содержащий элемент случайности» [1].
В отличие от ИИ искусственная жизнь не требует наличия у своих созданий сознания.
Методы и алгоритмы искусственной жизни могут помочь развитию теоретической биологии, а также находят применение в экологическом и финансовом моделировании, сетевых коммуникациях, робототехнике. Смежные области — теория клеточных автоматов, генетические алгоритмы и автономные агенты.
Полностью автономные агенты изучаются как когнитивные (способные познавать мир) системы, взаимодействующие с окружающей их средой. Это перемещает внимание исследователей на понимание механизмов, ответственных за генерацию поведения, а не на индивидуальные познавательные функции и, следовательно, на понимание взаимодействия между агентами и их средами, а не на отдельных разрозненных интеллектов. Термин «автономный агент» (autonomous agent) в AL включает в себя животных, мобильных роботов и программных агентов, населяющих виртуальную реальность. Искусственные автономные агенты, действующие в виртуальной реальности, известны под названием «аниматы» (animats). Почему TSMC не желает переезжать в США? Китайский «конвейер гениев» как он есть Андрей Шкатов: «Мы перестроили управление устройствами, перешли на российский UEM и сэкономили миллионы рублей»
Из прикладных областей это важно, прежде всего, для медицины. Очевидно, что пересадка органов — путь технически более легкий, но тупиковый и порочный. Необходимо концентрировать исследования на изучении методов компьютерного управления органами и их саморегенерации.
В мире вокруг AL кипит бурная научная деятельность (к сожалению, не в России) — выходят специализированные журналы, проводятся многочисленные конференции. Стоит упомянуть и существующую на протяжении многих лет ведущую научную конференцию по искусственной жизни — ALIFE Conference. Это международная ежегодная конференция по синтезу и моделированию живых систем, которая проводится International Society for Artificial Life (ISAL) с 1987 года. Следующая конференция, ALIFE 2026, состоится в августе 2026 года в Канаде.
Из журналов упомяну журнал международного сообщества по AL и робототехнике (ISAROB) — Artificial Life and Robotics, который выходит четыре раза в год.
Мы уже привыкли, что палочкой-выручалочкой сегодня для нас становится Интернет. Однако найти там можно далеко не все, что хотелось бы, а системы типа ChatGPT выдают данные поиска, которые необходимо тщательнейшим образом проверять.
Типичные темы, которые обсуждают на конференциях по AL: Читайте также
Почему в борьбе с банковскими мошенниками страдают честные клиенты На отечественном рынке банковских переводов — практически скандальная ситуация. Клиенты массово жалуются на блокировку не только отдельных операций, но и всех средств на своих банковских счетах. ЦБ РФ ссылается на ужесточение контроля, банки считают жалобы необоснованными, а добросовестные клиенты, попавшие «в замес», не могут добиться справедливости. Все это грозит снижением доверия к институту розничного банкинга. IT-World разбирается в том, что происходит.
эпистемология (epistemology, образование новых понятий);
эволюционная динамика (evolutionary dynamics);
эволюционная кибернетика (evolutionary cybernetics);
биоподобная робототехника (bio-inspired robotics) и автономные агенты (autonomous agents);
самовоспроизведение (self-replication);
автоматическое техническое обслуживание и генная экспрессия (gene expression, т. е. конструирование белков на основе информации, считанной с гена);
сообщества и коллективное поведение;
коммуникации и языки.
Отмечу, что так называемые муравьиные алгоритмы (ant algorithms) используют схемы косвенных коммуникаций, применяемые многими общественными насекомыми. Приложениями для таких алгоритмов может быть маршрутизация в Интернете, распределение задач и сортировка.
Нейроморфические системы — это реализация в кремнии систем, архитектура которых базируется на нейробиологии (дисциплина, изучающая физиологию, строение, развитие мозга и нервной системы).
Методы изучения и механизмы разработки различаются в зависимости от феномена: с успехом применяются системы, основанные на правилах, нейросети и простые конечные автоматы.
У AL существует очень тесная связь с искусственным интеллектом. Агентный ИИ сегодня все чаще рассматривается как практическое продолжение идей AL.
К сожалению, в России и Белоруссии полноценные отдельные курсы по искусственной жизни в вузах отсутствуют — тема интегрирована в программы по ИИ, биоинформатике и эволюционному моделированию, часто в виде учебных модулей или в рамках магистратуры по ИИ и когнитивным наукам (НИИСИ РАН, МГУ, ВШЭ, СПбПУ, БГУ).
В конечном счете искусственная жизнь представляет собой способ расширить наше понимание самого феномена жизни. AL позволяет в академическом плане рассматривать жизнь как процесс и тем самым служит своеобразным интеллектуальным полигоном для проверки гипотез, которые невозможно или чрезвычайно трудно исследовать в естественных условиях. Именно в этом качестве искусственная жизнь как научная дисциплина остается актуальной и сегодня — как область, находящаяся на границе науки, технологии и философии и продолжающая задавать вопросы, на которые пока нет окончательных ответов.
Искусственный интеллект (ИИ, AI)