Vida Artificial Disciplina: Inteligência Artificial U.B.I. Vida Artificial Ano lectivo 2004/2005

A Vida Artificial Introdução U.B.I. Introdução “Vida Artificial” foi primeiramente nomeada por Langton; Procuramos compreender a utilidade da Vida Artificial no contexto da vida contemporânea; Neste trabalho daremos certa primazia à comparação entre a Vida Artificial e a Vida Real.

A Vida Artificial Definição U.B.I. O que é a Vida Artificial? Definição U.B.I. A Vida Artificial, ou Alife, é a ciência que pesquisa e realiza sistemas feitos pelo homem que simulem as propriedades básicas da vida; Resulta da convergência de várias áreas científicas; Actualmente este ramo da Vida Artificial encontra-se na fase de tentativa de sintetização de moléculas auto-replicativas, semelhantes ao RNA; Esta ciência permite-nos testar teorias da Biologia e deu uma grande contribuição à matemática, nomeadamente a nível da Teoria do Caos.

A Vida Artificial Funcionamento Teoria do Caos Como funciona? Funcionamento Teoria do Caos U.B.I. O mundo funciona segundo um padrão matemático; Lorenz criou-a ao cometer um erro de arredondamento quando estudava fenómenos meteorológicos; O simples origina o complexo – Uma borboleta, ao bater as asas no Japão, causa um tornado na Indonésia. Princípios da Teoria do Caos Abordagem Bottom-Up; Comportamento Emergente (Efeito Borboleta); Tendência natural para a ordem.

Informática e outras (cont.) A Vida Artificial Como funciona? Informática e outras (cont.) Funcionamento U.B.I. São utilizados computadores sequenciais; Funciona com Algoritmos Evolutivos: Algoritmos Genéticos, Sistemas Classificatórios, Programação Evolutiva, Estratégia de Evolução ; A Biologia fornece as regras com que se regem os organismos; A Matemática Euclidiana formula as equações; A Química fornece as leis de interacção para sistemas mais complexos; A Psicologia dá-nos as leis de interacção entre seres.

Vida Artificial e Inteligência Artificial A Vida Artificial Vida Artificial e Inteligência Articial Vida Artificial e Inteligência Artificial U.B.I. Vida artificial e Inteligência artificial são duas ciências distintas; A IA aplica-se na VA contribuindo para o realismo dos organismos; A VA pode ajudar a IA, criando, a partir de evolução natural, seres inteligentes.

Princípios Biológicos da Vida A Vida Artificial Como se compara a Vida Artificial à Vida Real Princípios Biológicos da Vida Vida Artificial e Vida Real U.B.I. O organismo vivo deve: Existir no espaço e no tempo; Apresentar auto-reprodução ou reproduzir-se noutro organismo; Armazenar informação sobre si próprio; Ter metabolismo; Agir no seu próprio ambiente; Ter partes inter-independentes; Manter a estabilidade durante as mudanças ambientais; Evoluir; Crescer e expandir-se.

Reprodução dos Processos Bioquímicos A Vida Artificial Como se compara a Vida Artificial à Vida Real Reprodução dos Processos Bioquímicos Vida Artificial e Vida Real U.B.I. Código Genético: reproduzido por intermédio dos Algoritmos Genéticos, constituídos por uma parte que descodifica a informação e gera os mecanismos de reprodução, e outra que é a informação propriamente dita; Nutrição e Respiração: como a função destes dois processos é a mesma, obter energia, eles não são distinguíveis em Vida Artificial; Hormonas Virtuais: o comportamento é resultado de muitas equações que simulam o funcionamento das hormonas, que podem simular ciclos (sexual, ontogénicos, entre outros) ou sentimentos (prazer, dor, medo, desejo); Formas de captação de estímulos: estas funções estão relacionadas com a linguagem e permitem o contacto com a sua realidade; Como no Sistema Tierra: A energia traduz-se no tempo de acesso ao processador; Os organismos evoluem de forma a obter o maior tempo de acesso possível; Nesta evolução os organismos evoluíram diminuindo as suas funções ou tomando o tempo de outros. Como em The Sims: Uma função, protegida da eliminação, que destrói os organismos quando o valor dela diminui abaixo de determinado valor; Quando os valores são baixos os seres procuram “comer” ou realizar qualquer acto que faça subir o valor. Como em Creatures: A fome não é regida por uma única equação, mas é o resultado de um conjunto de equações complexas; Existem hormonas virtuais cujos valores regulam o comportamento, que pode ser inato ou adquirido, inclusivé no processo da fome.

Reprodução dos Processos Bioquímicos (cont.) A Vida Artificial Como se compara a Vida Artificia à Vida Real Reprodução dos Processos Bioquímicos (cont.) Vida Artificial e Vida Real U.B.I. Variabilidade de Espécies: em alguns sistemas existe uma só espécie, noutros existem desde logo várias espécies com diferentes complexidades e regras.

Ambiente – Recriação e Interacção Posso fazer sexo com ele? A Vida Artificial Como se compara a Vida Artificial à Vida Real Ambiente – Recriação e Interacção Vida Artificial e Vida Real U.B.I. Muitos sistemas não contêm qualquer interacção com o ambiente, outros têm uma interacção simples, por regras simples e unas, como a função de territorialidade, a comunicação e a locomoção. Comunicação; Formas de interacção; Aprendizagem. É amigo ou inimigo? Intuição Posso comê-lo? Oral Mutualismo: Benefício para ambos; Sem dependência física; Muito comum na Vida Artificial. Saprofitismo: Alimenta-se de restos mortos; Bastante comum em variados sistemas. Simbiose: Benefício para ambos; Dependência Física; Rara porque seriam considerados como um só. Competição: Dois seres lutam pelo mesmo objectivo; Um sai prejudicado; Relação mais comum em ambas as vidas. Parasitismo: Um dos seres tem vantagem, o outro fica prejudicado; Bastante comum, nomeadamente a nível do Sistema Tierra. Comensalismo: Vantagens para um e indiferença para o outro; Presente em alguns sistemas, mas é raro. Observação Posso fazer sexo com ele? Tentativa e Erro Instrução Físico Químico

Vida Artificial e Vida Real Reprodução e Evolução A Vida Artificial Como se compara a Vida Artificial e a Vida Real Vida Artificial e Vida Real Reprodução e Evolução U.B.I. Mutação: Ocorre nos sistemas artificiais através da substituição, exclusão ou cópia de um bit (quando um 0 se torna um 1 ou vice versa) ; Crossing Over: Pode acontecer o cruzamento de informação nos sistemas artificiais de forma similar ao Crossing Over natural; Selecção Natural: utilizam-se os Sistemas Classificatórios que seleccionam os seres com maior capacidade de resolução de problemas, eliminando os mais fracos; Programação Evolutiva: é diferente da evolução natural, dando-se no sentido Top-Down, filtrando-se as melhores regras que possibilitem resolver determinado problema, conferindo objectivo à evolução; Estratégias de evolução: as regras são muitas e muito complexas, podendo os indivíduos não ser eliminados só porque não possibilitam a resolução de qualquer problema, como por outras razões (como falta de energia).

Exemplos de Vida Artificial A Vida Artificial Mas onde podemos encontrar a vida artificial? Exemplos de Vida Artificial U.B.I. Podemos dividir em dois tipos: Singulares: Robótica; Vírus; Modelo COG; Em comunidade: The Sims; Creatures; Formigas; Floyds; Boids; Sistema Tierra;

Exemplos de Vida Artificial A Vida Artificial Mas onde podemos encontrar a vida artificial? Exemplos de Vida Artificial U.B.I. Creatures The Sims Vírus Boids Jogo com diversas espécies, um ambiente rico em interacções e criaturas que dispões de meios de aprendizagem; Há evolução e sistema de hormonas; Algumas das criaturas desenvolvem um cultura e linguagem. Programa com finalidade lúdica que dispensa apresentações; O comportamento é ditado por funções de causa-efeito simples, sem simulação de hormonas. Apesar de não terem sido criados com esse objectivo, cumprem as leis biológicas da vida. Criados por Craig Reynolds; Simulam o voô dos pássaros segundo regras simples; Alguns biólogos creiem que são as mesmas regras que regem os verdadeiros pássaros.

Exemplos de Vida Artificial A Vida Artificial Mas onde podemos encontrar a vida artificial? Exemplos de Vida Artificial U.B.I. Formigas em comunidade Quando duas formigas se reproduzem , cria-se uma nova formiga com caracteristicas similares às dos pais.

Futuro da Vida Artificial O que podemos esperar dela? Futuro da Vida Artificial U.B.I. Possivelmente ter-se-à que desenvolver um linguagem ternária para a existência do talvez; A Vida Artificial pode ajudar a descobrir a Inteligência Artificial e mesmo o modo como funcionam alguns processos da Vida Real; Se conseguirmos reproduzir fielmente o organismo humano, poderemos criar máquinas tão geniais como Einstein ou mesmo inspiradas como Camões ou Shakespeare; Há quem acredite que iremos perder a nossa superioridade para as máquinas; Outros creêm que elas nos irão venerar como criadores; Num futuro mais imediato, áreas que dela beneficiarão são a indústria da animação gráfica, jogos e cinematográfica.

A Vida Artificial Questões Éticas U.B.I. Quais são os nossos direitos? E os deles? Questões Éticas U.B.I. George Dyson dizia “No jogo da vida há três jogadores na mesa, os seres humanos, a natureza e as máquinas. Eu estou firmemente do lado da natureza, mas a natureza, suspeito eu, está do lado das máquinas”. E as máquinas, de que lado estarão? E se for assim, devemos continuar a construir aquilo que provocará a nossa destruição? Teremos direito de usar máquinas com emoções como se fossem… máquinas? Irão elas tirar-nos algo importante, como a superioridade, ou a vida? Teremos o direito de criar seres sem saber as consequências dessa criação, tanto para nós como para eles?

A Vida Artificial Conclusão U.B.I. Comparou-se o funcionamento da Vida Artificial com a Vida Real; Estas duas aproximam-se bastante; A vida Artificial encontra-se em evolução e um dia poderá mesmo ser considerada vida por todos.