Tekoelämä

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun

Tekoelämä eli keinoelämä (engl. artificial life) on elollisen kaltainen keinotekoinen järjestelmä. Tekoelämään liittyvät järjestelmät ovat monesti elämää tai joitain sen piirteitä jäljitteleviä tietokoneohjelmia tai robotteja. Tekoelämää tutkivan tieteen- ja tekniikan alan tarkoituksena on lisätä ymmärrystä elämästä, ja toisaalta hyödyntää elämän periaatteita tekniikassa.[1] Tekoelämän tutkimus on vielä vakiintumatonta ja hyvin poikkitieteellistä. Se käsittää niin biologisten järjestelmien simuloinnit kuin tietokoneviruksetkin.

Luokat[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Keinoelämä jaetaan muodostavan materiaalin perusteella tavallisesti kolmeen luokkaan:[2]

Suurin osa keinoelämän tutkimuksesta on tietokonepohjaista.

Elämän ja evoluution tutkimus[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Keinoelämä mahdollistaa elämän ja sen evoluution tutkimisen kontrolloidussa ympäristössä. Evoluution nopeus on myös riippuvainen ainoastaan tietokoneen suorituskyvystä ja simuloidun elämän monimutkaisuudesta, joten tietokoneiden suorituskyvyn jatkuvasti kasvaessa tutkimus helpottuu.

Hyödyntäminen tekniikassa[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Keinoelämän evoluution avulla voidaan yksinkertaisesta alkujärjestelmästä päästä emergenssin kautta monimutkaiseen, erilaisia tehtäviä suorittavaan järjestelmään evolutiivisia algoritmeja käyttäen. Evoluutiota voidaan ohjata palkitsemalla oikein tehtävän suorittaneet eliöt.

Keinoelämään liittyviä tietokoneohjelmia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vuosikymmenten kuluessa on kehitetty kirjava joukko ohjelmia, jotka jollain tavoin, tarkasti tai epätarkasti, vaihtelevalla menestyksellä, koettavat jäljitellä luonnossa olevaa elämää tai joitain siihen liittyviä lainalaisuuksia.

Näitä ovat muun muassa

Varhaisimpia keinoelämän olioita oli laatikoista koostuvat Karl Simsin kehittämät oliot, jotka kehittyivät ja kilpailivat tietokoneen sisällä. Evoluutio synnytti käärmemäisen uimarin ilman ennakkotietoa siitä, miten kannattaisi liikkua[2].

Peliteoria ja evolutiivinen kehitys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Göteborgin yliopistossa ovat Kristian Lindgren ja Mats Nordahl tutkineet peliteorian mukaisten eloonjäämisstrategioiden kehitystä yksinkertaisella matemaattisella mallilla. Mallissa parhaiten menestyneet tuottavat muita enemmän jälkeläisiä. Näin malli on eräänlainen "lisääntymispeli". Erikoista tässä pelissä on moniin muihin aiempiin "evoluutiopeleihin" verrattuna se, että toisten yksilöiden teot vaikuttavat toisiin yksilöihin niin kuin "vangin dilemmassa". Oliolla on kaksi perusstrategiaa, yhteistyö ja luovuttaminen. Peli ei jäljittele kovin hyvin oikeata biologista systeemiä. Pelissä eliöillä on muisti, kyky tehdä virheitä ja niin edelleen. Mutaatiot muuttavat eliöiden strategioita. Näiden mutkikkaiden strategiapelien mukaan esiintyy vakaita tiloja, jossa tietyt strategiat hallitsevat pitkään, ja epävakaita jaksoja, jolloin syntyy ja kuolee nopeasti uusia strategioita[4].

Geneettiset verkot[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Stuart A. Kauffman on tutkinut geenien vuorovaikutuksia. Geeni voi olla joko aktiivinen tai ei. Geenit voivat Kauffmannin malleissa vaikuttaa toisiinsa Boolen algebran mukaisesti. Näin syntyy vakaita geenien toimintoja, ja eräänlaisia värähtelijöitä, jotka tuottavat vuorotellen yhtä ominaisuutta, vuorotellen toista[5]

Keinoelämän systeemin ominaisuuksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Keinoelämä on keinotekoinen, monesti tietokoneen sisään luotu ohjelmallinen järjestelmä, johoin liittyy seuraavia ominaisuuksia[2].

  1. itsesäätely
  2. kasvu, erilaistuminen
  3. aineenvaihdunta
  4. reagoi ympäristöön, aistit
  5. itsensä jäljentäminen
  6. muuntuminen: geenit, ulkoasu
  7. evoluutio

Joitain elämän piirteitä, joita saatetaan mallintaa keinoelämässä

  • mittaus-säätöjärjestelmät
  • raaka-aineesta tuotetaan tehtaassa tuotteita, mitä ohjaa ohjausyksikkö[6]
  • olio kopioituu

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Hyvönen, Eero; Seppänen, Jouko (toimittajat): Keinoelämä – Artificial Life. Tekniikkaa, luonnontiedettä, filosofiaa ja taidetta. Suomen tekoälyseura, 1995. ISBN 951-22-2607-3.
  2. a b c Tomi Salminen: Geneesys — katsaus kolmiulotteiseen keinoelämään nyt ja hahmotelmia tulevaisuudesta (Pro Gradu -tutkielma) Joulukuu 2000. Medialaboratorio, Taideteollinen korkeakoulu. Viitattu 7. kesäkuuta 2007.
  3. Claus Emmeche, tekoelämä, sivu 80
  4. Claus Emmeche, tekoelämä, sivu 98-102
  5. Claus Emeche, tekoelämä sivu 110
  6. Claus Emmeche, tekoelämä sivu 63

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Emmeche, Claus: Tekoelämä. (Det levende spil, 1991.) Englanninkielisestä laitoksesta The garden in the machine suomentanut Kimmo Pietiläinen. Helsinki: Art House, 1995. ISBN 951-884-162-4.