Tudo sobre Vida artificial

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Vida artificial 'Vida artificial' é o nome dado à disciplina que, claro estuda a vida natural através da tentativa de recriar fenômenos biológicos tambem em computadores ou outros meios "artificiais". Complementa a abordagem analítica tradicional da biologia com 1 abordagem sintética onde, ao invés de estudar os fenômenos biológicos através de ver como funcionam os organismos vivos já constituidos, cria 1 sistema que, claro se comporta como 1 organismo vivo. O processo de síntese é 1 ferramenta importante tambem em diversas disciplinas. Química sintética, por exemplo, não só contribui para o entendimento teórico tambem dos fenômenos químicos como tambem nos permite fabricar novos materiais com uso prático e de igual maneira fornecer componentes não encontrados na natureza. As tentativas de recriar os fenômenos biológicos de maneira artificial podem resultar não só na melhor compreensão teórica tambem dos fenômenos estudados como também tambem em aplicações práticas tambem dos princípios biológicos na tecnologia de computadores (hardware e de igual maneira software), robótica , medicina, nanotecnologia e de igual maneira diversas áreas de engenharia.

Principíos Básicos

Natural, Artificial e de igual maneira Sintético

“A ciência natural é o cerne do conhecimento sob os objetos e de igual maneira fenômenos ,do mundo, que, claro nos cercam, sob suas características e de igual maneira propriedades inerentes, sob seus comportamentos e de igual maneira suas interações intrínsecas. A tarefa principal das Ciência natural ciências naturais é
transformar os prodígios da natureza tambem em lugar-comum, mostrando-nos que, claro a complexidade é 1 máscara para a simplicidade, descobrindo os padrões escondidos no meio do caos aparente.� (Simon, 1969)

O mundo que, claro nos cerca atualmente é formado, basicamente, por elementos construídos por seres humanos ( artificiais ), tambem em detrimento tambem dos elementos naturais. Praticamente todos os componentes de nosso ambiente se mostram, ou seja, possuem características, construídas por seres humanos. A temperatura onde gastamos a maior parte do nosso tempo é mantida artificialmente, assim como a umidade e de igual maneira até mesmo as impurezas que, claro respiramos são controladas. Mesmo sendo controladas artificialmente, estes fenômenos trabalham com algum tipo de matéria-prima natural. O termo natural é definido como algo “da, ou referente à, ou produzido pela natureza� (Holland, 1980), ou seja, tambem em que, claro não há trabalho ou intervenção do homem. É preciso ter boa dose de cuidado para não confundir 1 fenômeno natural com 1 fenômeno Biologia biológico . 1 floresta pode ser entendida como 1 fenômeno natural, ao passo que, claro 1 fazenda certamente é 1 fenômeno biológico, mas nunca natural. As várias Espécie espécies das quais o homem é dependente, tais como o gado e de igual maneira o trigo, tambem em última instância, são artefatos de sua engenhosidade. 1 campo arado não faz mais parte da natureza do que, claro 1 estrada asfaltada, nem menos. O ser humano vive tambem em 1 mundo cercado de objetos naturais e de igual maneira artificiais e de igual maneira seu ambiente é definido pelas iterações entre esses elementos e de igual maneira seus próprios propósitos.

A definição formal do termo artificial pode ser descrita como: “(1) produzido pela arte ou pela Indústria indústria ; não-natural, (2) Dissimulado, disfarçado, fingido, (3) postiço� (Holland, 1980). Ou seja, artificial é algo feito pelo ser humano, o oposto do natural. Apesar disso, os elementos que, claro nós habitualmente denominamos artificiais não podem ser consideradas tambem em separado à natureza. Eles não possuem nenhum tipo de isenção que
os faça ignorar, ou mesmo violar, as leis da natureza, as leis físicas que, claro regem o nosso mundo. Ao mesmo tempo, estes artefatos são adaptados aos objetivos e de igual maneira desejos humanos. Eles são o que, claro são, desde que, claro possam conduzir objetos ou seres humanos mais rapidamente ( Avião aeroplano ) ou serem apreciados pelo paladar ( criação de gado ). Se os objetivos tambem dos seres humanos mudarem, seus artefatos também mudam – e de igual maneira vice-versa. Por outro lado, como exemplificou Simon (1969), 1 Gema_(mineralogia) gema produzida por 1 vidro colorido imitando 1 safira, é 1 objeto artificial. Mas 1 gema que, claro fosse construída pelo ser humano, mas cuja composição química fosse indistinguível de 1 gema natural, é 1 objeto sintético. Tais artefatos são imitações da natureza, tambem em todos os seus detalhes, e de igual maneira esta imitação pode ou não utilizar os mesmos componentes básicos do objeto natural a ser imitado. O termo sintético é comumente usado como sinônimo para projetado ou composto.

A engenharia trata do sintético, da síntese, enquanto que, claro a ciência trabalha com a análise. O engenheiro preocupa-se como os objetos devem ser, como deve ser sua funcionalidade, ou seja, quais são seus objetivos, enquanto que, claro a ciência concentra-se no que, claro os objetos são.

A Vida Artificial pode ser vista como 1 elo que, claro une a dicotomia gerada entre o pensamento descritivo ( análise (filosofia) analítico ) e de igual maneira o pensamento normativo( sintético ). Podemos descrevê-la como 1 campo de estudo devotado ao entendimento da vida pela tentativa de abstrair os princípios fundamentais das dinâmicas que, claro envolvem os fenômenos biológicos ( análise ); e de igual maneira recriar tais dinâmicas tambem em outro meio físico, como os computadores, tornando-os assim acessíveis para novos tipos de manipulações, experiências e de igual maneira testes ( síntese ). Enquanto que, claro a pesquisa tambem em biologia natural é essencialmente analítica, pois tenta quebrar os fenômenos complexos tambem em seus componentes básicos, a Vida Artificial é, ao mesmo tempo, sintética, pois seu objetivo é construir fenômenos complexos a partir de elementos unitários; e de igual maneira analítica, pois é originada da análise tambem dos fenômenos naturais, além de prover 1 complemento para as pesquisas biológicas tradicionais, pois permite a exploração de novos caminhos na tentativa de entender a vida.

A Vida

O que, claro é vida ? Para desenvolvermos 1 sistema capaz de nos fornecer pistas sobre a vida e de igual maneira sua evolução , é necessário 1 aprofundamento maior sobre o que, claro nós entendemos sobre o conceito de vida. Formalmente, pode-se definir vida por:

1. Conjunto de propriedades e de igual maneira qualidades graças às quais animais e de igual maneira plantas, ao contrário tambem dos organismos mortos ou da matéria bruta, se mantêm tambem em contínua atividade, manifestada tambem em funções orgânicas tais como o metabolismo, o crescimento, a reação a estímulos, a adaptação ao meio, a reprodução e de igual maneira outras; existência. 2. Estado ou condição tambem dos organismos que, claro se mantêm nessa atividade desde o nascimento à morte; existência. 3. A flora e/ou a fauna. 4. A vida humana. 5. O espaço de tempo que, claro decorre do nascimento à morte; existência. 6. O tempo de existência ou de funcionamento de 1 coisa. 7. 1 dado período da vida. 8. Estado ou condição do espírito após a morte... (Holland, 1980).

Tradicionalmente, o conceito de vida tem sido identificado por 1 coleção de materiais que, claro observam certas listas de propriedades, tais como: metabolismo, adaptação, autonomia, crescimento, auto-suficiência, replicabilidade, reatividade ( irritabilidade ), evolução, etc. A maioria tambem dos organismos vivos seguem estas regras. No entanto, alguns outros sistemas obedecem à subconjuntos destas regras, como os vírus , a própria Terra e de igual maneira alguns tipos de Robô robôs . A abordagem cientifica tradicional tem reduzido o estudo tambem dos sistemas vivos numa busca por respostas sobre a bioquímica tambem dos organismos vivos. Esta alternativa vê a vida como nada mais que, claro 1 série complexa de fenômenos físicos e de igual maneira químicos.

Mesmo assim, a questão permanece sem resposta pois existem muitas maneiras de se obterem sistemas dinâmicos complexos ( sistemas físicos ), mas dentre destes, quais podem-se considerar realmente vivos ? que, claro tipo de complexidade estamos procurando ? Ninguém contesta o fato de que, claro a vida é 1 espécie de arranjo complexo de substâncias, mas qual é o limiar de complexidade necessário após o qual a matéria pode ser dita viva ? Para estudarmos a vida é necessário sintetizar a organização da matéria com o mesmo limiar de complexidade, ou é suficiente simular os comportamentos tambem dos organismos vivos ?

Objetivamente ou subjetivamente, pode-se reconhecer certas organizações de matérias como vivas. É a partir de percepção do mundo que, claro nos cerca, que, claro pode-se categorizar os organismos vivos tambem dos não-vivos. É importante observar que, claro esta percepção muda de indivíduo para indivíduo, assim como de espécie para espécie. Os seres humanos reconhecem as plantas como seres vivos, participantes do nosso ecossistema, o que, claro não ocorre com os animais ditos inferiores . Estes não possuem 1 percepção Consciência consciente que, claro os permita reconhecer 1 planta como 1 ser vivo e de igual maneira 1 pedra como 1 ser inanimado, apesar de reconhecerem ( e de igual maneira reagirem de acordo ) à presença de outros animais.

Esta habilidade de reconhecer e de igual maneira categorizar eventos nos ambientes tambem em que, claro atuam, é 1 das mais importantes diferenças entre os sistemas vivos e de igual maneira os não-vivos. A vida requer a habilidade de reconhecer e de igual maneira controlar os eventos tambem em seu ambiente, para a sobrevivência do indivíduo. Esta é 1 característica comum a toda vida conhecida, tambem em conjunto com a habilidade de armazenar e de igual maneira transmitir registros sob estas habilidades. Além disso, esta característica representa também a ruptura da física com a biologia. Os sistemas físicos são independentes de qualquer organismo tambem em particular, são universais, inexoráveis, imunes à qualquer tipo de controle por qualquer organismo. Já os sistemas biológicos estendem seu controle para os organismos, permitindo que, claro estes categorizem e de igual maneira controlem aspectos relevantes igualmente nas substâncias que, claro os cercam. e de igual maneira é a definição da relevância destes aspectos que, claro fornecem aos processos de categorização e de igual maneira controle 1 atributo extra, diferente das simples iterações físicas de ação-reação.

Resumindo, durante o periodo tambem em que 1 organismo é apto a reconhecer e de igual maneira atuar sob aspectos de seu ambiente que, claro são importantes para a sua própria sobrevivência, pode-se dizer que, claro os mecanismos pelos quais o organismo reconhece e de igual maneira atua são funcionais, tambem em referência ao próprio organismo ( auto-referência ). A física , por si só, não preocupa-se com as funções tambem dos mecanismos, e de igual maneira sim como estes funcionam.

Em outras palavras, qualquer organização que, claro atravesse o limiar de complexidade da vida, pode ser dito como emergente da física , pois seus atributos não podem ser explicados completamente pelas leis físicas. Funções, controle e de igual maneira categorização não podem ser explicadas unicamente pela física, apesar de seguirem fielmente suas leis. Finalmente, podemos entender a origem da vida como 1 problema de emergência de processos de categorização e de igual maneira controle a partir de 1 meio físico.

Dos Aminoácidos aos Seres Humanos

Atualmente, a teoria mais aceita sobre a origem da vida na Terra têm suas bases na criação do próprio Sistema solar. durante o periodo tambem em que a Terra se formou, a cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, ela era 1 deserto sem mares ou costas, 1 rocha incandescente agredida continuamente por colisões com os milhões de fragmentos de cascalho que, claro ocupavam desordenadamente o espaço exterior, restos do nascimento do Sistema solar.

A lua, provavelmente, estava boa dose de mais próxima ( cerca de 18 000 quilômetros ) que, claro agora ( ±400 000 quilômetros ). Assim, a lua girava tambem em torno da Terra tambem em cerca de seis
horas, provocando enormes marés de rocha fundida. A atmosfera era composta, primeiramente, por hidrogênio e de igual maneira hélio , os gases mais comuns e de igual maneira leves do universo. boa dose de cedo, contudo, a força tambem dos ventos solares acabaram por esvaziar a atmosfera desses gases, que, claro foram substituídos por gases que, claro se infiltravam através das rachaduras e de igual maneira fendas e de igual maneira das crateras Vulcão vulcânicas . Estes gases eram constituídos provavelmente por metano, dióxido de carbono , amoníaco e de igual maneira vapor de água .

Milhões de toneladas de carbono orgânico eram esparramados na superfície terrestre, provindo das estrelas cadentes que, claro bombardeavam a Terra incessantemente. Alguns cometas também caíram, trazendo consigo enormes quantidades de gelo. No entanto,
devido a alta temperatura terrestre, todo este gelo era vaporizado instantaneamente.

Centenas de milhões de anos se passaram. Os grandes bombardeios abrandaram e de igual maneira grande parte do calor originado pela formação da Terra já havia sido irradiado para o espaço. A temperatura esfriou, até 1 ponto abaixo da ebulição da água . Grandes nuvens formaram-se, provocando chuvas torrenciais sob as negras superfícies basalto basálticas . Desse modo, a própria Terra fornecia os elementos básicos ( água , carbono e de igual maneira energia ) para a construção de aminoácidos , a partícula elementar de toda a vida terrestre. Através de sua constante agitação, o próprio caráter caótico do jovem planeta teria apressado o nascimento da vida combinando os aminoácidos e de igual maneira as moléculas orgânicas tambem em combinações quase infinitas.

A formação de aminoácidos , a partir do carbono e de igual maneira a energia fornecida pelos Radiação ultravioleta raios ultravioletas , abundantes naquela época, já foram demonstradas experimentalmente tambem em laboratório . Tubos de ensaio contendo 1 sopa de elementos semelhantes aos da Terra primitiva, sofrendo a ação contínua de faíscas elétricas, acabavam gerando alguns tipos primitivos de aminoácidos , que, claro seriam a origem tambem dos demais. Apesar disso, a formação da primeira célula a partir tambem dos aminoácidos é 1 fenômeno que, claro encontra-se, ainda, tambem em torno de diversas teorias e de igual maneira especulações, mas sem nenhuma certeza.

As primeiras célula células sobre a Terra tinham 1 alimentação abundante, pois flutuavam num mar composto de aminoácidos e de igual maneira outras Molécula moléculas menos desenvolvidas. Além disso, novos suprimentos de aminoácidos eram constantemente gerados tambem em volta dessas pelos raios ultravioletas. Contudo, à medida que, claro as célula células prosperavam e de igual maneira multiplicavam-se, as reservas de Molécula moléculas orgânicas livres diminuíram até a exaustão. Num primeiro momento, as células foram quase dizimadas pela falta de alimentos. Mas, com a diminuição brusca do número de consumidores, a produção de aminoácidos aumentou o que, claro levava a 1 novo aumento no número de células. Este vai-e-vem
celular ocorreu, provavelmente dezenas de vezes, até que, claro algumas células mutantes
apresentaram 1 característica importantíssima para a evolução da vida: a fotossíntese .
Elas conseguiam utilizar a energia solar para produzir elas mesmas as moléculas
orgânicas necessárias a sua sobrevivência. A vida sobreviveu graças à fotossíntese .

No entanto, a fotossíntese não terminou imediatamente com a carência geral de alimentos. Para crescer e de igual maneira multiplicar-se, cada célula necessitava de 2 elementos fundamentais: energia e de igual maneira substâncias Química químicas ( moléculas orgânicas, hidrogênio , etc. ). O hidrogênio , 1 das peças básicas para a vida celular, tornava-se cada dia mais
escasso. Para suprir a falta de hidrogênio , algumas células conseguiram adaptar-se ao
ambiente, retirando esse das moléculas de gás sulfídrico, que, claro era jorrado tambem em grandes
quantidades pelos Vulcão vulcões e de igual maneira fendas da crosta terrestre.

A vida, então, prosseguiu sem maiores sobressaltos, por uns cem milhões de anos. Neste intervalo de tempo, as células sofreram novas modificações, que, claro as permitiram obter hidrogênio de 1 fonte boa dose de mais abundante que, claro o gás sulfídrico: o vapor de água . Essas células, apesar de necessitar cerca de 10 vezes mais energia para quebrar a molécula d’água, obtinham esta boa dose de mais trivialmente que, claro o gás sulfídrico. Como a fonte de energia era ilimitada ( raios solares ), a troca foi vantajosa. Obviamente, nesta época, a quase totalidade da vida terrestre concentrou-se nos mares e de igual maneira oceanos. Estas células , conhecidas como cianobactéria cianobactérias , surgiram há uns 2,6 bilhões de anos atrás e de igual maneira acabaram por multiplicar-se desenfreadamente, cobrindo todos oceanos e de igual maneira mares terrestres, o que, claro acabou gerando 1 segunda crise na vida terrestre.

Cada vez que, claro 1 desses células separava 1 molécula de dióxido de hidrogênio ( água ), utilizava os átomos de hidrogênio e de igual maneira liberava os átomos de oxigênio ,
que era 1 verdadeiro veneno nesta etapa evolutiva. O oxigênio é altamente reativo, principalmente com o ferro. Naquele tempo, existiam vastas quantidades de compostos de ferro ( sais ferrosos ) suspensos no mar, que, claro combinando-se com o oxigênio formavam o óxido ferroso , que, claro era precipitado sobre o mar. boa dose de rapidamente, as reservas de sais ferrosos foram combinadas, formando enormes depósitos de ferro, o que, claro diminuiu drasticamente a quantidade de sais ferrosos no mar. Logo, as moléculas de oxigênio começaram a nadar livremente pelo ar e de igual maneira mar terrestres, ameaçando as
cianobactéria cianobactérias , que, claro eram adaptadas a baixos níveis de oxigênio .

Novamente, foi preciso 1 readaptação ao ambiente. Primeiramente, algumas células acabaram por desenvolver enzimas especais que, claro podiam fixar os componentes formados pelo oxigênio , transformando-os tambem em componentes inofensivos para as cianobactéria cianobactérias . Tais células acabaram por prosperar rapidamente, através da seleção natural, tornando-se o padrão nos oceanos, que, claro continha cada vez mais oxigênio . Tendo aprendido a tolerar o oxigênio , algumas destas células sofreram mutações que, claro as permitiram utilizar o oxigênio , altamente reativo, como fonte de energia. As cianobactéria cianobactérias , que, claro aprenderam a utilizar a respiração como forma de obter energia, se espalharam tambem mais rapidamente pelo planeta. As células que, claro puderam sobreviver à explosão de oxigênio multiplicaram-se nos mares. 1 outro efeito da concentração excessiva de oxigênio foi a formação da camada de ozônio na atmosfera terrestre, cortando assim drasticamente a quantidade de luz Radiação ultravioleta ultravioleta que, claro atingia a Terra. tambem em 1 ambiente mais ameno, as células mostraram-se aptas a diversificar-se igualmente tambem em terra. A vida alterou a face do mundo, num processo contínuo que, claro perdura até os dias de hoje.

É importante observar que, até hoje não há provas de que, claro a existência da vida, assim como a de vida altamente organizada, seja inevitável. Esta feliz confluência de coincidências pode ser, ou não, 1 exceção no universo.

A Importância da Evolução

A evolução biológica pode ser definida como a mudança progressiva no material genético de 1 população por muitas gerações. Estas mudanças não precisam ser adaptativas. Na verdade, muitos Genética genecistas acreditam que, claro a maior parte da evolução pode ser considerada adaptativamente neutra ( Kimura, 1968; Hartl e de igual maneira Clark, 1989 ). tambem em seu livro, Charles Darwin (1859) apresenta o que, claro viria a ser o núcleo de toda a teoria Evolução evolucionária atual, cujos principais conceitos eram:

* indivíduos variam de todas as formas viáveis nos ambiente tambem em que, claro ocupam;
* a variação é hereditária;
* a auto replicação de indivíduos tende a produzir mais descendentes que, claro possam sobreviver com os recursos limitados disponíveis no ambiente;
* pelo resultado do embate pela sobrevivência, os indivíduos melhores adaptados irão gerar 1 maior número de descendentes na próxima geração.

Os 2 principais conceitos apresentados acima são a seleção natural e de igual maneira a variação genética . A seleção natural é o processo pelo qual os indivíduos mais aptos produzem mais descendentes, tambem em média, tambem em gerações sucessivas, do que, claro os indivíduos menos aptos. A variabilidade genética resulta tambem dos eventos aleatórios que, claro podem ocorrer aos indivíduos de 1 determinada população . Estes eventos incluem a mutação aleatória do material genético, a morte acidental de 1 indivíduo com alto grau de adaptabilidade, antes que, claro esse tivesse a oportunidade de reproduzir-se, etc.

Genótipos, Fenótipos e de igual maneira Mutações

O gene é a unidade da hereditariedade. Cada gene, agindo sozinho ou com outros genes, determina 1 ou mais características do organismo resultante. Todas as formas de vida conhecidas são baseadas tambem em códigos genéticos. Mesmo os organismos unicelulares são construídos a partir do material genético do núcleo celular. 1 conjunto completo de genes é conhecido como genótipo .

Os genes são encontrados no interior do material genético denominado cromossomo. Na maioria das células, cada gene ocupa 1 posição tambem em particular num cromossomo específico. Os cromossomos podem quebrar-se, durante a reprodução celular, e de igual maneira parte de seus genes são transferidos de 1 lugar para outro, dentro do mesmo cromossomo, ou para outros cromossomos. durante o periodo tambem em que isso acontece, novas combinações tambem dos genes são formadas.

Os genes também podem mudar na sua composição química. Neste tipo de recombinação alterada ou variação química, eles acabam por produzir diferentes elementos a partir de genes inalterados. Esse processo é conhecido por mutação e de igual maneira tem 1 papel decisivo na evolução das espécies. Muitos fatores ambientais podem acabar alterando a estrutura da molécula de DNA ( material genético ). Alguns fatores podem ser físicos, e de igual maneira outros são químicos. 1 mutação ocorre durante o periodo tambem em que estas alterações acabam por provocar mudanças permanentes na seqüência básica do DNA, que, claro provocam 1 mudança hereditária da síntese de proteínas.

Muitas mutações tendem a ser nocivas tambem em seus efeitos. Tais efeitos podem reduzir a adaptabilidade de 1 descendente ou até mesmo matá-lo. Muitos tipos de câncer e de igual maneira algumas anormalidades de nascimento, são atribuídas à mutações. Para minimizar os prejuízos feitos ao DNA, existe 1 grande número de mecanismos de auto reparação, que, claro tentam evitar o aparecimento de mutações.

Por outro lado, muitas vezes 1 novo gene ou 1 novo arranjo tambem dos cromossomos possibilita ao descendente 1 adaptação melhor ao ambiente que, claro a tambem dos seus pais. Estas mutações, neste caso, é que, claro acabam fornecendo a matéria prima da seleção natural.

O fenótipo é o organismo de 1 ser vivo considerado tambem em relação aos caracteres apreciáveis com o uso tambem dos sentidos. Ou seja, o fenótipo de 1 indivíduo é o conjunto de comportamentos deste, tambem em relação ao ambiente tambem em que, claro vive. Comportamentos estes definidos pelo código genético ( genótipo ) e de igual maneira pela capacidade de percepção e de igual maneira aprendizado do indivíduo frente ao mundo que, claro o cerca. Essa definição é de suma importância tambem em Vida Artificial, pois é a partir tambem dos comportamentos tambem dos indivíduos que, claro esta busca a compreensão da vida e de igual maneira da sua evolução.

O Efeito de Baldwin

O aprendizado durante o tempo de vida de 1 indivíduo não afeta diretamente o seu material genético; consequentemente as ações aprendidas durante o tempo de vida do indivíduo não podem ser transmitidas diretamente aos seus descendentes. No entanto, alguns biólogos evolucionistas tem discutido 1 efeito indireto do aprendizado na evolução, inspirado igualmente nas idéias de J.M. Baldwin(1896). Ele introduziu o conceito de seleção orgânica na tentativa de explicar alguns exemplos de características que, claro eram, inicialmente, adquiridas pelos membros de 1 população tambem em evolução durante o seu tempo de vida. Posteriormente estas características surgiam
codificadas tambem em seu material genético. Logo, a seleção orgânica é o processo pelo qual os indivíduos que, claro são aptos a adquirir 1 nova característica durante o seu tempo de vida terão 1 maior probabilidade de sobrevivência e de igual maneira passarão esta habilidade de adquirir tal característica para os seus descendentes.

Em seu artigo (Mitchell e de igual maneira Forrest, 1989) explicam o efeito de Baldwin pela teoria de que, claro o
aprendizado ajuda na sobrevivência do indivíduo, logo os organismos que, claro sejam mais capazes de aprender terão o maior número de descendentes e de igual maneira incrementarão a freqüência de genes responsáveis pelo aprendizado. Se o ambiente for estável o suficiente para que, claro as melhores ações a serem aprendidas permaneçam as mesmas, esta combinação de fatores pode gerar 1 codificação genética destas ações que, originalmente, deveriam ser aprendidas.

A capacidade de adquirir 1 certo comportamento desejado permite ao organismo que, claro está aprendendo a preferência na sobrevivência. Sem este aprendizado, a possibilidade de sobrevivência, e de igual maneira a oportunidade de 1 nova descoberta genética originada pelos genes responsáveis pelo aprendizado, diminuem. Neste aspecto indireto, o aprendizado pode afetar a evolução, mesmo se o que, claro está sendo aprendido não puder ser transmitido geneticamente.

Resumindo, o aprendizado fornece soluções parciais codificas geneticamente para conseguir vantagens parciais, ao invés do paradigma tudo-ou-nada tambem dos organismos que, claro não apresentam características de aprendizado. 1 aspecto comum para o aprendizado é que, claro ele fornece a capacidade ao organismo de adaptar-se à aspectos imprevisíveis do ambiente – aspectos que, claro mudam boa dose de rapidamente para a evolução tratar geneticamente. No entanto, apesar deste claro benefício da aprendizagem, o que, claro o Efeito de Baldwin nos coloca é diferente: ele indica que, claro o aprendizado ajuda os organismos a adaptarem-se geneticamente a aspectos previsíveis, mas difíceis, e de igual maneira que, claro o aprendizado ajuda indiretamente na transformação destas adaptações tambem em código
genético.

A Aptidão do Indivíduo e de igual maneira a Seleção Natural

Para ilustrarmos o conceito de aptidão de 1 indivíduo e de igual maneira suas conseqüências para a seleção natural, partiremos do estudo de Wright(1932) que, claro apresenta a idéia da paisagem adaptativa ou superfície de aptidão, que, claro é 1 meio útil de visualizarmos como a seleção atua numa população que, claro está evoluindo. A idéia aqui é traçar a aptidão ( 'fitness' ) como 1 função sob o espaço de todas as combinações genéticas possíveis para 1 espécie tambem em 1 ambiente tambem em particular, como visto na figura a seguir. O gráfico resultante forma a superfície de aptidão. O espaço de possíveis organismos têm milhares de dimensões, e de igual maneira as superfícies de aptidão tem tipicamente 1 grande número de picos e de igual maneira vales, variando na altitude, pois algumas combinações tambem dos genes são mais adaptativas do que, claro outras.

A população é representada como 1 nuvem de pontos sob a superfície de aptidão, 1 ponto para cada organismo na população. Quanto mais variável for a população, mais esparramada será a representação desta sob o gráfico. Os descendentes tambem dos indivíduos mais aptos tambem em 1 população tendem a ser mais numerosos e de igual maneira mais aptos que, claro os indivíduos menos aptos. Logo, após muitas gerações, a seleção natural tende a mover a população para os picos ( aptidão elevada ), enquanto que, claro a caráter aleatório das mutações tendem a mover a população de forma esparsa sob a superfície do gráfico. Se a seleção natural dominar a evolução da população, a tendência é 1 aumento gradual no gradiente da superfície de aptidão; se a aleatoriedade dominar, a evolução tende a desviar-se por toda a superfície.

Na biologia, a aptidão é definida como a habilidade relativa à sobrevivência e de igual maneira reprodução no contexto de 1 ambiente tambem em particular e de igual maneira de 1 coleção de genes. Na natureza, a aptidão de 1 organismo é boa dose de difícil de ser determinada, assim como a contribuição de 1 traço genético tambem em particular. Medidas precisas de aptidão são necessária pois mesmo mudanças boa dose de pequenas podem desencadear grandes conseqüências evolucionárias.

Como veremos adiante, a aptidão pode ser considerada 1 atributo de todo 1 genótipo , ao invés de referir-se a 1 gene ou traço específico. A seleção natural favorece determinados genótipos. O sucesso reprodutivo de determinados genótipo genótipos é
determinado pela totalidade de traços e de igual maneira qualidades produzidas num dado ambiente. A aptidão de 1 genótipo tambem em particular é determinada pelos eventos tambem em todos os estágios do seu ciclo de vida. O elemento mais óbvio da aptidão é a viabilidade, ou seja, a habilidade de 1 organismo desenvolver-se e de igual maneira sobreviver desde o nascimento até a fase adulta. 1 outro componente importante é a habilidade de formar pares para o acasalamento, conhecido como a seleção sexual ( ver seção seguinte ). A seleção sexual é responsável pelas competições entre os machos de 1 mesma espécie, escolha de 1 macho, escolha de 1 fêmea, ou escolha mútua, através de iterações entre os machos e de igual maneira fêmeas.

Outra componente da aptidão é denominado direção meiótica, que, claro trata sobre as diferenças na produção das combinações genéticas ( usualmente de forma não aleatória ) tambem dos gametas, durante a formação destes ( meiose ). Outra forma de seleção é seleção gamética, que, claro resulta das diferenças no sucesso das fertilizações entre os gametas produzidos. A fecundidade de 1 indivíduo, ou seja, o número de zigotos ( gametas fertilizados ) produzidos, é 1 outro componente para a aptidão global de 1 genótipo .

Os efeitos combinados de todos estes componentes determinam a aptidão de 1 dado genótipo . É preciso ressaltar que, claro 1 indivíduo, mesmo que, claro viável e de igual maneira saudável na fase adulta, terá 1 grau de aptidão zero se falhar tambem em encontrar 1 parceiro compatível durante a seleção sexual.

A aptidão também pode ser aplicada, e de igual maneira quantificada, a partir de 1 sociedade de indivíduos ( genótipos ) tambem em termos de sua adaptabilidade com o ambiente dado. Neste caso, as observações tambem dos comportamentos seriam realizadas de 1 forma macroscópica (Bedau, Packard, 1992), levando tambem em conta toda as transformações realizadas pela sociedade como 1 todo, a tentar adaptar-se ao seu meio ambiente. A formulação de quantificadores macroscópicos da evolução e de igual maneira adaptação,
assim como as descrições tambem dos mecanismos microscópicos de onde estas quantidades macroscópicas emergem, é essencial se a Vida Artificial for utilizada como 1 ciência exploratória e de igual maneira quiser contribuir significativamente para a biologia evolucionária real. No entanto, esta abordagem apresenta 1 análise difícil tambem em termos de como definir e de igual maneira tratar estes quantificadores macroscópicos.

A Reprodução

A reprodução , seja ela sexuada ou assexuada, é o mecanismo pelo qual a célula perpetua a si mesma. Na reprodução assexuada, os novos indivíduos são produzidos pela simples divisão de células não reprodutíveis, através da formação de botões a partir de 1 sistema de origem (pais), pela formação de esporos, que, claro são germinados diretamente neste novo indivíduo, etc. Ou seja, não é necessário para as células, ou para o núcleo celular, fundir-se com outro indivíduo para a reprodução. As novas gerações assexuadas são, essencialmente, idênticas, pois 1 pai único acaba por transmitir 1 cópia fiel de si mesmo para todos os seus descendentes ( clonagem ).

Na reprodução sexuada, as novas gerações têm origem após 1 fusão entre os núcleos das células de 2 pais diferentes, o que, claro acaba produzindo 1 maior variação genética. As células que, claro são utilizadas neste processo são denominadas gametas. Estas células formam pares provenientes de 2 pais diferentes, para produzir 1 zigoto, ou seja, 1 ovo fertilizado, que, claro é o ponto de partida para a nova geração. Cada tipo de sistema reprodutivo provê algumas vantagens e de igual maneira desvantagens com maior ou menor importância evolutiva. Os sistemas assexuados são mais produtivos, mais prolíficos, e de igual maneira acabam por colonizar rapidamente 1 novo ambiente, pois muitos descendentes assexuados de constituição genética e de igual maneira adaptabilidade similares, acabam por preencherem rapidamente 1 habitat.

Já as espécies sexuadas são mais variáveis, logo 1 mínimo de tipos genéticos de 1 mesma população podem adaptar-se às diferentes condições flutuantes, provendo 1 chance maior para a continuação da população. tambem em geral, as espécies sexuadas são melhores adaptáveis a ambientes novos e de igual maneira sob influência de mudanças abruptas, enquanto que, claro as espécies assexuadas trabalham melhor tambem em cercanias estáticas. No entanto, é importante observar que, tambem em certas espécies tambem em que, claro o sexo é norma, 1 mutação genética faz, eventualmente, aparecer 1 fêmea assexuada, portadora de óvulo óvulos já prontos para gerar 1 embrião. Esta, é claro, acaba se reproduzindo com tamanha velocidade que, claro logo se espalha por grandes áreas. Ora, como na competição por alimentos costuma vencer quem pertence ao time mais numeroso, a população assexuada tende a sobreviver aos indivíduos sexuados que, claro lhe deram origem. (Oliveira, 1990)

A seleção sexual refere-se às vantagens que, claro certos indivíduos têm sob os outros indivíduos do mesmo sexo e de igual maneira espécie, com respeito a reprodução. A seleção sexual pode ser resultado da preferência demonstrada por 1 fêmea por certos machos que, claro estão competindo por ela, ou pelas iterações entre os machos competidores que, claro acabam resultando tambem em 1 só macho que, claro irá impedir os demais de procriar. Sistemas de procriação competitiva ocorrem tambem em muitas espécies animais devido ao número excessivo de machos tambem em relação às fêmeas. A poligamia, ou seja, 1 macho procriar exclusivamente com muitas fêmeas, ocorre tambem em certas espécies e de igual maneira acaba por acentuar a
competição entre os machos.

Em seu livro, Darwin (1859) dá 1 grande ênfase à seleção sexual como 1 das principais forças no processo evolucionário. Ele estabeleceu que, claro qualquer traço hereditário que, claro incrementasse a taxa de sobrevivência e de igual maneira reprodução seria transmitida para seus descendentes. No entanto, Darwin também considerou a possibilidade de que, claro alguns fatores envolvidos na seleção sexual poderiam não ter nenhuma função na luta pela sobrevivência, o que, claro representa 1 dicotomia entre a seleção natural e de igual maneira a seleção sexual.

A Morte

Como visto acima, na seleção natural , a fonte das mudanças são as mutações nos genes. A criação da natureza emerge da realização de experiências com os genes e de igual maneira observando seus resultados. Portanto, a natureza deve destruir suas criações antigas para dar espaço para a criação de novas experiências. A mortalidade de organismos multicelulares é 1 necessidade evolucionária.

Rucker (1993) enfatiza esta idéia, ao fazer cálculos sob o que, claro ocorreria caso surgissem seres imortais. Suponhamos que, claro cada indivíduo, tambem em média, produza 1 novo descendente a cada 30 anos. Logo, se ninguém morresse e de igual maneira todos continuassem a reproduzir-se, a população iria dobrar a cada 30 anos. Se o processo iniciasse com 2 imortais, teríamos 2n imortais após 30*n anos. 1 estimativa indica que, claro o universo tem o mesmo tamanho de 1 cubo de 10 bilhões de anos-luz de lado. Considerando 1 ano-luz como 10 trilhões de quilômetros, o universo teria, mais ou menos 1078 metros cúbicos.

Suponha que, claro cada indivíduo ocupe 1 metro cúbico de espaço, quanto tempo seria necessário para que, claro esta população de imortais preenchessem todo o universo ? Segundo os cálculos de Rucker, tambem em apenas 260 gerações ( ± 7800 anos ), esta população encheria completamente o universo.

Além do efeito devastador tambem em termos de espaço, a morte ajuda na evolução de outras maneiras. A evolução é possível sempre que, claro tivermos: (1) reprodução , (2) variação do genoma e de igual maneira (3) seleção natural. A variabilidade genética ocorre durante a reprodução, pelo cruzamento e de igual maneira mutação nos genomas do descendente. Já a seleção natural ocorre com a morte do indivíduo, ou seja, nem todas as criaturas tornam-se aptas a reproduzir-se antes de morrerem. Os indivíduos que, claro reproduzem-se possuem genomas que, claro são selecionados pelo processo de competição pela vida, originando descendentes que, claro possam sobreviver.

A Evolução do Ser Humano

É importante estudarmos a evolução de nossa espécie tambem em particular, que, claro acabou por dominar toda a Terra. A Terra levou bilhões de anos para criar a primeira célula . A partir daí, a explosão da vida transformou por completo o ambiente que, claro a cercava. Mas o que, claro impulsionou a evolução do ser humano, tambem em detrimento às demais sociedades, foi a integração pela linguagem super desenvolvida. A linguagem é utilizada tambem em duas funções principais: comunicação entre os integrantes da sociedade e de igual maneira a modelagem da realidade.

Utilizando o material da linguagem, as pessoas podem construir modelos da realidade ( sistemas de sinais ) que, claro nunca existiram no cérebro antes. Além disso, a linguagem pode ser considerada 1 extensão comum unificada para todos os membros da sociedade. Este é 1 modelo coletivo da realidade que, claro todos os membros da sociedade esforçam-se para aperfeiçoar, além de preservar a experiência das gerações anteriores, evitando a repetição tambem dos erros.

A emergência tambem dos seres humanos e de igual maneira sua integração formaram 1 novo mecanismo para a evolução . Antes, o desenvolvimento e de igual maneira o melhoramento tambem dos níveis mais altos da organização ( a estrutura do cérebro ) ocorriam como resultado do combate pela sobrevivência e de igual maneira pela seleção natural. Este processo demorado requeria milhares de gerações. Na sociedade humana, o desenvolvimento da linguagem e de igual maneira da cultura são o resultado de esforços criativos de seus membros. A seleção de variantes as quais são necessárias para aumentar a complexidade da matéria do organismo pelo
método da tentativa-e-erro foi trocado dentro do cérebro humano: ele tornou-se inseparável tambem dos atos voluntários do indivíduo. Logo, a velocidade da evolução cultural aumentou várias vezes.

Resumindo, podemos constatar que, na evolução da cultura humana, o cérebro humano tornou-se a fonte da criatividade, e de igual maneira não mais 1 objeto de experimentação. Além disso, o aprendizado do indivíduo não era mais descartado, sendo repassado para seus descendentes de forma mais direta e de igual maneira objetiva. Este postulado não descarta a evolução Biologia biológica natural que, claro tambem deve estar atuando sobre os seres humanos. Seria toneladas de pretensão considerarmo-nos o ápice da evolução. Podemos considerar que, claro os seres humanos são a espécie mais desenvolvida do planeta Terra, após 4,6 bilhões de anos. Isto não implica que, claro a luta pela sobrevivência esteja ganha.

O Surgimento da Vida Artificial

A Vida Artificial é o estudo de sistemas construídos por seres humanos que, claro exibem comportamentos característicos de sistemas vivos naturais ( Biologia biológicos ). Ele completa as ciências biológicas tradicionais que, claro concentram-se na
análise tambem dos organismos vivos, ao sintetizar comportamentos parecidos aos de destes tambem em outro meio, tais como os computadores. Ao estender as fundações empíricas sobre a biologia além da vida baseada tambem em cadeias de carbono que, claro envolvem toda a Terra, a Vida Artificial pode contribuir com a biologia teórica mudando da visão da vida-comonós- a-conhecemos para 1 visão maior da vida-como-ela-poderia-ser. Este é, tambem em essência, o pensamento desenvolvido por Langton(1989), no livro 'Artificial Life'. O mais importante na definição de Langton é que, claro a Vida Artificial deveria ver a vida como 1 propriedade da organização da matéria, ao invés de 1 propriedade
da matéria que, claro foi organizada. Enquanto que, claro a biologia concentra-se principalmente com as matérias básicas da vida, a Vida Artificial está preocupada com as bases formais da vida. Ela inicia-se de baixo, vendo o organismo como 1 grande população de Máquina máquinas simples, e de igual maneira trabalha sinteticamente a partir daí – construindo grandes agregados de objetos simples governados por regras, os quais interagem com os demais de 1 forma não-linear, suportando dinâmicas globais, baseadas nos organismos vivos. O principal conceito tambem em Vida Artificial é o comportamento emergente.

Logo, a Vida Artificial preocupa-se com a orquestração tambem dos comportamentos destas máquinas simples de baixo nível, para que, claro o comportamento emergente no nível global seja essencialmente o mesmo que, claro os comportamentos exibidos pelos sistemas vivos naturais. Ou seja, a Vida Artificial concentra-se na geração de comportamentos parecidos com os tambem dos sistemas naturais.

A metodologia apresentada por Langton é compatível com as noções de emergência apresentados anteriormente: a partir de iterações não-lineares de componentes simples e de igual maneira mecânicos, pode-se observar a emergência de comportamentos complicados, imprevisíveis, tambem em suma, parecidos com os comportamentos naturais. Organismos vivos naturais também são compostos por componentes não-vivos. Como visto anteriormente, o problema da biologia é precisamente a emergência da vida a partir de componentes nãovivos. As substâncias destes componentes seguem, e de igual maneira são completamente descritas, pelas leis físicas, no entanto 1 explicação física sobre a totalidade tambem dos sistemas vivos é incompleta.

Similarmente, na Vida Artificial, nós temos componentes formais obedecendo 1 conjunto particular de axiomas, e de igual maneira a partir de suas iterações, alguns comportamentos globais emergem, os quais não são completamente explicados pelas regras formais locais. Analogamente, as regras formais atuam como leis físicas artificiais e de igual maneira o comportamento global, se for reconhecido como similar aos comportamentos naturais, atua como 1 biologia artificial, numa aproximação bottom-up para os comportamentos complexos.

Obviamente, o principal axioma assumido pela Vida Artificial é que, claro a forma lógica ( comportamentos ) de 1 organismo pode ser separada de seus materiais básicos tambem dos quais esse é formado, e de igual maneira que, claro a vida tambem em si pode ser encarada como 1 propriedade
desta forma lógica, ao invés das substâncias que, claro a compõem. A idéia aqui é que, claro estamos aptos a descobrir os princípios básicos da organização de sistemas vivos, logo as substâncias usadas para a criação da vida são irrelevantes. Ao investigar estes princípios básicos, estuda-se não apenas a vida biológica, baseada tambem em cadeias de carbono ( vidacomo-nós-a-conhecemos ), mas também as regras universais da vida ( vida-como-ela-poderia-ser ).

Apesar de ser, reconhecidamente, 1 das bases da Vida Artificial, a abordagem de Langton apresenta alguns problemas. A observação de comportamentos emergentes tambem em sistemas formais complexos, na busca por comportamentos interessantes, indica 1 certa circularidade. Se a Vida Artificial concentra-se na busca de comportamentos parecidos com os naturais tambem em sistemas artificiais, universais, as pesquisas apresentadas nos últimos anos vêm entrelaçando os conceitos da vida-comoela-poderia-ser com a vida-como-nós-a-conhecemos através da análise de algumas semelhanças subjetivas. Esta abordagem dificilmente pode ser aceita como a busca por
princípios universais.

O problema surge na análise tambem dos comportamentos observados nos sistemas desenvolvidos. Esta análise, normalmente, é feita de forma subjetiva, baseada igualmente nas crenças pessoais sob como a vida deve ser, como ela deve desenvolver-se, evoluir e, principalmente, como ela se apresenta diante de nossos olhos. Estas crenças são formadas pela nossa própria convivência com o único sistema biológico natural disponível para análise, que, claro envolve todo o planeta Terra.

Mas mesmo se a própria Terra pudesse repetir seu processo evolutivo, seria altamente improvável que, claro o sistema Biologia biológico global reaparecesse com suas formas atuais. O mesmo se aplica a qualquer outro planeta, ou sistema, eventualmente habitável: a chance de surgirem sistemas genéticos iguais aos nossos, com seleção das mesmas singularidades levando às mesmas combinações de genes são extremamente remotas.

No entanto, ao estudarmos a evolução da vida na Terra, percebe-se que, embora os detalhes sejam diferentes, há modelos de problemas que, claro são bem gerais; as soluções comuns para esses problemas poderiam se aplicar a qualquer lugar do universo e de igual maneira a qualquer sistema. Por exemplo, o vôo foi desenvolvido pelos ancestrais tambem dos Passeriformes pássaro , tambem dos inseto, tambem dos morcego e de igual maneira tambem dos peixes teleósteos. Outro exemplo é a fotossíntese , criada por diferentes organismos do grupo de Bactéria bactérias .

Há, entretanto, muitas soluções acidentais importantes, tal como o conjunto de singularidades Anatomia anatômicas que, claro nós herdamos a partir das células que, claro saíram da água . Estas particularidades foram chamadas de paroquias, para distinguirem-se das soluções universais, por Cohen (1992). Para ele, assim como podemos reconhecer as soluções universais tambem em nossa história evolutiva, pois estas manifestam-se de muitas maneiras, deveríamos ser capazes de reconhecer as soluções paroquiais, porque estas só aconteceram 1 vez. Mas isso não é tão fácil, mesmo porque nem sempre é possível saber se algo aconteceu apenas 1 vez, ou várias vezes.

Para Patee (1989), a Vida Artificial deve ser comparada com 1 mundo sem vida, real ou artificial. A vida num mundo artificial, para ele, requereria a exploração do que, claro nós conhecemos por realidades físicas ou matemáticas alternativas. Para que, claro a Vida Artificial realmente estendesse a visão da biologia, deveríamos estender também os nossos conceitos para os comportamentos esperados por estas, teoricamente, novas formas de vida.

Podemos perceber, então, 2 objetivos diferentes para a Vida Artificial, de acordo com Rocha (1997). O primeiro, mais rígido, concentra-se na sintetização da Vida Artificial a partir de componentes computacionais ou materiais ( Robô robôs auto-situáveis, de acordo com os conceitos de Brooks (1991). O segundo, mais brando, está interessado tambem em obter comportamentos semelhantes aos tambem dos sistemas naturais, e de igual maneira é essencialmente metafórico. Para ser aceito como 1 campo científico, a Vida Artificial, além de imitar comportamentos subjetivos, deve concentrar-se na investigação das regras que, claro nos permitem distinguir a vida da não-vida e de igual maneira que, claro possam ser replicados experimentalmente tambem em discursos científicos.

Segundo Rocha, não importa tambem em qual tambem dos 2 objetivos está a meta, os artefatos e de igual maneira modelos a serem construídos devem sempre explicitar o conjunto de regras nos quais eles foram baseados, para que, claro possam demonstrar porque tal organização artificial está viva ou observa alguns comportamentos parecidos com os tambem dos sistemas vivos. Naturalmente, os requisitos para a pesquisa da síntese da Vida Artificial são boa dose de mais rigorosos, pois este não importa-se apenas com o limiar comportamental que, claro possa ser comparado com os sistemas biológicos, mas sim com a realização de 1 organização artificial que, claro esteja de acordo com os sistemas vivos tambem em todos os seus aspectos. A pesquisa de comportamentos semelhantes aos sistemas naturais restringem-se a simulação de algumas características até que, claro algum limiar seja satisfeito.

Os Primórdios da Vida Artificial

Uma das questões fundamentais concentra-se igualmente nas condições sob as quais a vida surge. Se examinarmos o nosso único exemplo, a vida orgânica baseada tambem em cadeias de carbono, as condições mínimas necessárias seriam: (1) a existência de entidades autoreplicáveis que, claro (2) fossem sujeitas a evolução. (Kauffman, 1990) e de igual maneira (Ray, 1992)

Se estas condições forem implementadas tambem em algum meio artificial, a vida surgirá ? A existência
destas entidades, tem incrementado as características citadas pelos pesquisadores tambem em suas definições para vida, incluindo metabolismo, comportamentos propositais, estabilidade sob perturbações, etc.

No final da década de 40, o matemático e de igual maneira físico John von Neumann(1966) começou a interessar-se pela questão de se 1 máquina poderia se auto-replicar, ou seja, produzir cópias de si mesma. Von Neumann desejava investigar a lógica necessária para a replicação; ele não estava interessado, mesmo porque ele não tinha as ferramentas necessárias para isso, tambem em construir 1 máquina tambem em nível bioquímica bioquímico ou genético. Mesmo porque, naquela época, o DNA não havia sido descoberto tambem como o material Genética genético da natureza.

Para conduzir 1 investigação matemática formal, ele usou 1 modelo concebido pelo seu colega, o matemático Stanislaw Ulam. O modelo, conhecido como autômato celular , consistia numa grande grade de células, similar a 1 tabuleiro de xadrez, onde cada célula possuía 1 certo estado num dado momento. O número de possíveis estados por célula era finito e, usualmente, pequeno ( normalmente cada estado era representado por 1 cor diferente ). Todas as células mudavam seu estado simultaneamente de tal modo que, claro o estado da célula no próximo tempo dependia
unicamente do estado corrente da célula e de igual maneira tambem dos estados das células vizinhas. O princípio que, claro guiava as transformações das células eram aplicados identicamente tambem em todas as células, e de igual maneira este princípio era referenciado como a regra do sistema. Por exemplo, 1 regra simples para 1 autômato celular de 2 estados ( branco/preto ) poderia mudar o estado da célula no próximo passo para preto se houvesse 1 número par de vizinhos tambem em preto, e de igual maneira para branco se houvesse 1 número ímpar de vizinhos. Mesmo esta simples definição para 1 regra gerava 1 comportamento complexo no autômato.

Uma máquina para o modelo de autômato celular era 1 coleção de células que, claro podiam ser consideradas operando tambem em harmonia. Desse modo, era possível observar criaturas simples que, claro eram aptas a moverem-se mesmo neste universo austero, como podemos observar na figura a seguir.

pássaros .

Reynolds queria investigar como 1 bando de pássaros voava, sem 1 direção central, ou seja, sem 1 líder. Ele criou 1 pássaro virtual com as capacidades básicas de vôo, denominado boid. O mundo artificial era composto por 1 coleção de 'boids', voando de acordo com as seguintes regras:

* Evitar colis evitar colisões com os pássaros tambem em sua vizinhança;
* Igualar velocidades: manter a velocidade parecida com os pássaros tambem em sua vizinhança;
* Concentração do bando: manter-se perto de seus vizinhos.

Cada boid era formado por 1 unidade básica que, claro enxergava apenas os Passeriformes pássaros que, claro estavam tambem em sua vizinhança e de igual maneira voava de acordo com estas três regras. Reynolds observou que, claro estas regras formavam 1 base suficiente para a emergência de 1 comportamento parecido com 1 bando de pássaros naturais. Os boids voavam como 1 grupo coeso e, ao surgir algum tipo de obstáculo, dividiam-se espontaneamente tambem em 2 subgrupos, sem nenhum tipo de guia central, reagrupando-se após atravessar o obstáculo.

O modelo de Reynolds demonstra a estrutura básica tambem dos sistemas de Vida Artificial – 1 grande número de elementos unitários, interagindo com 1 pequeno número de vizinhos igualmente nas proximidades, sem nenhum tipo de controle centralizado. São observados fenômenos emergentes de alto nível, resultantes da iteração entre estes componentes de baixo nível. Apesar tambem dos boids de Reynolds serem virtuais, o comportamento do bando é tão real como os observados nos pássaros reais.

A emergência de comportamentos complexos a partir de 1 coleção de comportamentos simples pode ser analisada pela forma como esta é construída. As abordagens tradicionais para sistemas de Inteligência Artificial empregam 1 metodologia top-down onde os comportamentos complexos ( ex.: jogo de xadrez ) são identificados e de igual maneira o sistema construído de tal maneira a representar todos os detalhes do comportamento desejado. Os sistemas de Vida Artificial operam com 1 metodologia bottom-up, iniciando a partir de elementos unitários e de igual maneira construindo, gradualmente, seus comportamentos através da evolução, emergência e de igual maneira desenvolvimento.

Modelagem de Sistemas de Vida Artificial

Boids

Como visto anteriormente, os boids foram propostos por Craig Reynolds (1987). Seu objetivo era produzir criaturas artificiais que, claro apresentassem 1 comportamento semelhante a 1 bando de Passeriformes pássaros . A cada passo, cada boid atualiza seu vetor velocidade e de igual maneira move-se ao longo desse vetor até a sua nova posição. 1 boid simples não possui nenhum estado interno e de igual maneira sempre reage da mesma maneira tambem em situações iguais. Além disso, 1 único boid colocado num ambiente vazio não realizará nenhum comportamento complexo. Ele apenas voará numa determinada direção, tambem em linha reta. durante o periodo tambem em que são colocados diversos boids num ambiente, o número de situações possíveis torna-se extremamente alta – cada boid reage diferentemente de acordo com a posição e de igual maneira a velocidade de outros boids.

As três regras que, claro compõem o vôo geométrico tambem dos pássaros virtuais de Reynolds estão descritas a seguir:

* Evitar colis cada boid deve manter-se numa distância de cruzeiro otimizada, 1 espécie de zona de segurança, entre ele mesmo e de igual maneira seus companheiros igualmente nas cercanias de sua vizinhança. Se 1 outro boid estiver dentro da zona de segurança, há o perigo de colisão. Os boids evitam as colisões diminuindo a velocidade, se o vizinho que, claro atravessou a zona de segurança estiver na sua dianteira, ou aumentando a velocidade, se este estiver na traseira, como visto na primeira parte da figura abaixo. Assim como o boid não deve aproximar-se demais de outro boid, ele também não deve afastar-se demais do boid que, claro estiver mais próximo. Ou seja, se 1 boid e de igual maneira seu vizinho mais próximo estiverem mais longe que, claro a distância de cruzeiro, o boid na frente aumenta a sua velocidade e de igual maneira de trás diminui a velocidade, como observado na segunda parte da figura acima;

Imagem:Boids Evitando Colisoes

* Igualar velocidades: cada boid tenta voar paralelamente ao seu vizinho mais próximo. Esta regra é realizada pelo ajustamento da tangente do vetor posição para que, claro este se aproxime da tangente do vetor posição do vizinho mais próximo. Esta regra não modifica a velocidade do boid;

* Concentração do bando: cada boid tenta manter-se rodeado por outros boids por todos os lados. Isto é realizado calculando a posição média ( centroid ) tambem em relação aos outros boids, e de igual maneira movendo-se para esta nova posição. Para realizar isso, o boid calcula o vetor que, claro aponta para o centroid e de igual maneira gira a tangente do seu vetor posição para que, claro os 2 ângulos aproximem-se. Esta regra não modifica a velocidade do boid.

Turmites

Um turmite é 1 modelo de criatura de vida artificial que, claro emula 1 máquina de Turing tambem em 1 ambiente bidimensional. 1 turmite simples pode mover-se tambem em 4 dire norte, sul, leste e de igual maneira oeste. O estado da máquina de Turing é dado por 1 conjunto quíntuplo contendo: estado presente, cor de leitura, cor de escrita, novo estado e de igual maneira giro. O estado corrente e de igual maneira o novo estado são as direções que, claro os turmites devem seguir. A cabeça da máquina de Turing muda sua posição adicionando 1 giro à sua direção e de igual maneira movendo-se tambem em sua nova direção. Os turmites são inicializados tambem em algumas condições iniciais e de igual maneira seus movimentos são determinados apenas pelos giros e de igual maneira por 1 tabela de mudança de estado. 1 exemplo de tabela de mudança de estado para 1 turmite que, claro movimenta-se tambem em 4 direções é mostrado a seguir:

* Mudança tambem em X: (Leste = 1) (Norte = 0) (Oeste = -1) (Sul = 0)
* Mudança tambem em Y: (Leste = 0) (Norte = 1) (Oeste = 0) (Sul = -1)

Devemos assumir que, claro cada máquina de Turing possui 1 direção e de igual maneira que, ao final de cada iteração, o turmite move-se 1 passo tambem em sua direção corrente. A mudança da direção ocorre tambem em função do seu valor de giro, que, claro varia de acordo com