Cosa sono i sistemi adattivi?
Un sistema adattivo è qualsiasi sistema che è in grado di cambiare in base all'input che riceve. Tutti i sistemi adattativi contengono meccanismi interni che causano il cambiamento del sistema. In biologia, i sistemi adattativi sono utilizzati da ecosistemi, popolazioni e singole creature. Anche i computer sono stati programmati con funzionalità adattive basate su quelli visti in natura.
Un sistema adattivo effettua i suoi adattamenti in base al feedback che riceve dal suo ambiente. In un loop di feedback, parte dell'output generato viene reindirizzato come input nel sistema. Questo input può quindi essere utilizzato dal sistema per effettuare adattamenti. I loop di feedback vengono definiti positivi o negativi, con il loop di feedback positivo che tende ad accelerare o aumentare un'uscita e il loop di feedback negativo che tende a rallentare o ridurre un'uscita.
In biologia, i sistemi adattativi possono verificarsi sia su grande che su piccola scala. Gli ecosistemi possono essere pensati come adattivi in quanto sono in grado di cambiare in base al feedback che ricevono. Un classico esempio di ciò è lo studio delle dinamiche della popolazione. Con l'aumento della popolazione di conigli, ad esempio, la popolazione di un animale predatore, come le volpi, aumenta con il surplus di cibo. Dopo un certo punto, il numero di predatori diventa troppo numeroso per il sistema e diminuisce nuovamente quando non ci sono abbastanza prede su cui nutrirsi.
All'interno di un singolo organismo biologico ci sono anche molti sistemi adattativi al lavoro. L'apprendimento e la modifica del comportamento sono adattamenti che un organismo fa per ricevere input più positivi dall'ambiente. Il feedback sui singoli animali tende ad aumentare i comportamenti che causano piacere e diminuiscono quelli che causano dolore.
I robot possono anche essere dotati di sistemi adattivi. Questi sistemi consentono a un robot di osservare il proprio ambiente e di effettuare scelte in base alle informazioni ricevute senza la necessità di un essere umano di dirigerlo in ogni azione. I Mars Rovers sono un esempio di robot programmati con la possibilità di fare delle scelte. Lontano dalla Terra e dagli scienziati che li hanno programmati, queste macchine hanno dovuto fare delle scelte da sole durante la raccolta dei dati.
Gli sviluppatori di software hanno anche progettato programmi per computer in grado di adattarsi alle esigenze degli utenti. Molti di questi programmi sono utilizzati da persone che non sarebbero in grado di utilizzare programmi tradizionali, come la tecnologia di sintesi vocale. Nel mondo fisico, i sistemi adattivi potrebbero creare un numero qualsiasi di sistemi di auto-miglioramento e auto-protezione, come le auto che guidano se stesse e le strade che eseguono le proprie riparazioni. Sebbene le idee per tali sistemi siano abbondanti, la tecnologia che consentirà a molti oggetti creati dall'uomo di comportarsi in modo adattivo non è ancora stata sviluppata.