Co jsou adaptivní systémy?

Adaptivní systém je jakýkoli systém, který je schopen se měnit na základě vstupu, který obdrží. Všechny adaptivní systémy obsahují vnitřní mechanismy, které způsobují změnu systému. V biologii využívají adaptivní systémy ekosystémy, populace a individuální tvorové. Počítače byly také naprogramovány s adaptivními funkcemi založenými na vlastnostech, které jsou vidět v přírodě.

Adaptivní systém provádí své adaptace na základě zpětné vazby, kterou dostává od svého prostředí. V zpětnovazební smyčce je část generovaného výstupu směrována zpět jako vstup do systému. Tento vstup pak může systém použít k provedení úprav. Smyčky zpětné vazby se označují jako kladné nebo záporné, přičemž smyčka pozitivní zpětné vazby má tendenci zrychlovat nebo zvyšovat výstup a smyčka negativní zpětné vazby má tendenci zpomalit nebo snížit výstup.

V biologii se mohou adaptivní systémy vyskytovat jak ve velkém, tak v malém měřítku. Ekosystémy lze považovat za adaptivní v tom, že jsou schopny se měnit na základě zpětné vazby, kterou dostávají. Klasickým příkladem je studium dynamiky populace. Jak populace králíků stoupá, populace dravých zvířat, jako jsou lišky, stoupá s přebytkem potravy. Po chvíli počet predátorů roste příliš početně pro systém a klesá znovu, když není dostatek kořisti, na kterých by se mohla živit.

V rámci jednoho biologického organismu pracuje také mnoho adaptivních systémů. Učení a modifikace chování jsou adaptace, které organismus dělá, aby získaly pozitivnější vstupy z prostředí. Zpětná vazba k jednotlivým zvířatům má tendenci zvyšovat chování způsobující potěšení a snižovat chování způsobující bolest.

Roboti mohou být také vybaveni adaptivními systémy. Tyto systémy umožňují robotovi sledovat jeho prostředí a rozhodovat se na základě obdržených informací, aniž by bylo nutné, aby jej člověk při každé akci řídil. Mars Rovers jsou příkladem robotů, které byly programovány s možností volby. Tyto stroje, daleko od Země a vědci, kteří je programovali, museli při sběru dat provádět vlastní rozhodnutí.

Vývojáři softwaru také navrhli počítačové programy, aby se dokázaly přizpůsobit potřebám uživatelů. Mnoho z těchto programů používají lidé, kteří by nebyli schopni používat tradiční programy, jako je technologie převodu textu na text. Ve fyzickém světě by adaptivní systémy mohly vytvořit libovolný počet samoobslužných, sebeochranných systémů, jako jsou automobily, které se řídí samy, a silnice, které provádějí své vlastní opravy. Ačkoli myšlenky na takové systémy jsou hojné, technologie, která umožní mnoha umělým objektům chovat se adaptivním způsobem, dosud nebyla vyvinuta.