Hva er adaptive systemer?

Et adaptivt system er et hvilket som helst system som er i stand til å endre seg basert på inngangene det mottar. Alle adaptive systemer inneholder interne mekanismer som får systemet til å endre seg. I biologi brukes adaptive systemer av økosystemer, populasjoner og individuelle skapninger. Datamaskiner har også blitt programmert med tilpasningsdyktige funksjoner basert på de som er sett i naturen.

Et adaptivt system gjør sine tilpasninger basert på tilbakemeldingene det får fra omgivelsene. I en tilbakekoblingssløyfe blir noe av det genererte resultatet ført tilbake som input til systemet. Denne inngangen kan deretter brukes av systemet til å gjøre tilpasninger. Tilbakemeldingsløkker blir referert til som positive eller negative, idet den positive tilbakekoblingssløyfen har en tendens til å øke hastigheten eller øke en utgang, og den negative tilbakekoblingssløyfen har en tendens til å bremse eller redusere en utgang.

I biologi kan adaptive systemer forekomme på både store og små skalaer. Økosystemer kan tenkes å være tilpasningsdyktige ved at de er i stand til å endre seg basert på tilbakemeldingene de får. Et klassisk eksempel på dette er studiet av befolkningsdynamikk. Når bestanden av kaniner øker, øker for eksempel befolkningen til et rovdyr, som rever, med overskuddet av mat. Etter et poeng vokser antallet rovdyr for mange for systemet og avtar igjen når det ikke er nok byttedyr å fø på.

Innenfor en enkelt biologisk organisme er det også mange adaptive systemer på jobb. Læring og atferdsmodifisering er tilpasninger en organisme gjør for å motta mer positive innspill fra miljøet. Tilbakemelding til enkeltdyr har en tendens til å øke atferden som forårsaker glede og redusere de som forårsaker smerte.

Roboter kan også utstyres med adaptive systemer. Disse systemene gjør det mulig for en robot å observere omgivelsene og ta valg basert på informasjonen som er mottatt uten å trenge et menneske til å dirigere det i alle handlinger. Mars Rovers er et eksempel på roboter som ble programmert med muligheten til å ta valg. Langt fra Jorden og forskerne som programmerte dem, måtte disse maskinene ta valg på egen hånd mens de samlet inn data.

Programvareutviklere har også designet dataprogrammer for å kunne tilpasse seg brukerens behov. Mange av disse programmene brukes av mennesker som ikke ville kunne bruke tradisjonelle programmer, for eksempel tale-til-tekst-teknologi. I den fysiske verden kan adaptive systemer lage et hvilket som helst antall selvforbedrende, selvbeskyttende systemer, for eksempel biler som kjører seg selv og veier som utfører sine egne reparasjoner. Selv om ideene til slike systemer er rikelig, har teknologien som gjør at mange menneskeskapte objekter kan oppføre seg på tilpasningsdyktige måter ennå ikke blitt utviklet.