Wat zijn adaptieve systemen?
Een adaptief systeem is elk systeem dat kan veranderen op basis van de input die het ontvangt. Alle adaptieve systemen bevatten interne mechanismen die ervoor zorgen dat het systeem verandert. In de biologie worden adaptieve systemen gebruikt door ecosystemen, populaties en individuele wezens. Computers zijn ook geprogrammeerd met adaptieve functies op basis van die in de natuur.
Een adaptief systeem maakt zijn aanpassingen op basis van de feedback die het van zijn omgeving ontvangt. In een terugkoppellus wordt een deel van de gegenereerde output teruggestuurd als input in het systeem. Deze invoer kan vervolgens door het systeem worden gebruikt om aanpassingen te maken. Feedbacklussen worden aangeduid als positief of negatief, waarbij de positieve feedbacklus de neiging heeft om een uitvoer te versnellen of te vergroten en de negatieve feedbacklus de neiging heeft om een uitvoer te vertragen of te verlagen.
In de biologie kunnen adaptieve systemen op zowel grote als kleine schaal voorkomen. Ecosystemen kunnen worden beschouwd als adaptief omdat ze kunnen veranderen op basis van de feedback die ze ontvangen. Een klassiek voorbeeld hiervan is de studie van populatiedynamica. Naarmate de populatie konijnen toeneemt, neemt bijvoorbeeld de populatie van een roofdier, zoals vossen, toe met het overschot aan voedsel. Na een punt groeit het aantal roofdieren te talrijk voor het systeem en neemt weer af wanneer er niet genoeg prooidieren zijn om te voeden.
Binnen een enkel biologisch organisme zijn er ook veel adaptieve systemen aan het werk. Leren en gedragsverandering zijn aanpassingen die een organisme maakt om meer positieve input van de omgeving te ontvangen. Feedback aan individuele dieren heeft de neiging om gedragingen die plezier veroorzaken te verhogen en gedrag dat pijn veroorzaakt te verminderen.
Robots kunnen ook worden uitgerust met adaptieve systemen. Met deze systemen kan een robot zijn omgeving observeren en keuzes maken op basis van de ontvangen informatie zonder dat een mens deze bij elke actie hoeft te sturen. De Mars Rovers zijn een voorbeeld van robots die zijn geprogrammeerd met de mogelijkheid om keuzes te maken. Ver van de aarde en de wetenschappers die ze hebben geprogrammeerd, moesten deze machines zelf keuzes maken tijdens het verzamelen van gegevens.
Softwareontwikkelaars hebben ook computerprogramma's ontworpen om zich aan te passen aan de behoeften van de gebruiker. Veel van deze programma's worden gebruikt door mensen die geen traditionele programma's kunnen gebruiken, zoals spraak-naar-teksttechnologie. In de fysieke wereld kunnen adaptieve systemen elk aantal zelfverbeterende, zelfbeschermende systemen creëren, zoals auto's die zelf rijden en wegen die hun eigen reparaties uitvoeren. Hoewel de ideeën voor dergelijke systemen overvloedig zijn, is de technologie waarmee veel door de mens gemaakte objecten zich adaptief kunnen gedragen, nog niet ontwikkeld.