適応システムとは？

適応システムとは、受け取った入力に基づいて変更できるシステムです。 すべての適応システムには、システムの変更を引き起こす内部メカニズムが含まれています。 生物学では、適応システムは生態系、個体群、および個々の生物によって使用されます。 コンピュータは、自然界で見られるものに基づいた適応機能でプログラムされています。

適応システムは、その環境から受け取ったフィードバックに基づいて適応を行います。 フィードバックループでは、生成された出力の一部がシステムへの入力として戻されます。 システムはこの入力を使用して、適応を行うことができます。 フィードバックループは正または負と呼ばれ、正のフィードバックループは出力を高速化または増加させる傾向があり、負のフィードバックループは出力を減速または減少させる傾向があります。

生物学では、適応システムは大規模と小規模の両方で発生する可能性があります。 生態系は、受け取ったフィードバックに基づいて変化できるという点で、適応性があると考えることができます。 この典型的な例は、人口動態の研究です。 たとえば、ウサギの個体数が増加すると、キツネなどの略奪動物の個体数は、食物の余剰とともに増加します。 しばらくすると、捕食者の数はシステムに対して非常に多くなりすぎ、餌を与える餌動物が十分になくなると再び減少します。

単一の生物内には、多くの適応システムが働いています。 学習と行動の修正は、生物が環境からより積極的な入力を受け取るために行う適応です。 個々の動物へのフィードバックは、喜びを引き起こす行動を増加させ、痛みを引き起こす行動を減少させる傾向があります。

ロボットには適応システムを装備することもできます。 これらのシステムにより、ロボットは環境を観察し、受信した情報に基づいて選択することができます。人間がすべてのアクションで指示する必要はありません。 火星探査機は、選択を行う機能がプログラムされたロボットの例です。 地球とそれらをプログラムした科学者から遠く離れて、これらのマシンはデータを収集する間、自分で選択をしなければなりませんでした。

ソフトウェア開発者は、ユーザーのニーズに適応できるようにコンピュータープログラムも設計しました。 これらのプログラムの多くは、音声合成技術などの従来のプログラムを使用できない人々によって使用されます。 物理的な世界では、適応システムは、自分自身を運転する車や自分で修理を行う道路など、自己改善、自己保護システムをいくつでも作成できます。 そのようなシステムのアイデアは豊富にありますが、多くの人工オブジェクトが適応的な方法で動作することを可能にする技術はまだ開発されていません。