Sábado, 17 de mayo de 2003 | Hoy
COMPUTACION: EVOLUCION ARTIFICIAL
Desde que en 1859 Charles
Darwin expusiera en El origen de las especies por primera vez el mecanismo de
selección natural (es decir, que la lucha por la supervivencia hace que
los organismos que menos se adaptan a un medio natural desaparezcan y permite
que los mejor adaptados se reproduzcan), los biólogos se han preguntado
si al proceso conocido como evolución se le puede conferir el estatuto
de ley universal, o sea, si todos y cada uno de los organismos vivos (sin importar
tiempo y lugar) caen bajo su egida y sus designios. Sin embargo, hay un problema:
tal afirmación sólo puede contrastarse comparando cómo
se desarrollaron las especies en la Tierra con el curso que tomó la vida
en otros planetas o lugares y, como se sabe, los indicios de vida extraterrestre
brillan por su ausencia. Así que en vez de esperar sentados, los científicos
pusieron manos a la obra: optaron por construir una nueva forma
de vida. O casi. Más bien, diseñaron programas de computadora
que se comportan como si fuesen seres vivos.
La verdad es que al tratar con seres artificiales se corre con una gran ventaja:
en vez de esperar millones de años para apreciar cambios evolutivos,
los investigadores los advierten en cuestión de horas. Más aún:
al poder grabar los programas, tienen la posibilidad de examinar al detalle
la genealogía completa de las poblaciones artificiales sin tener que
contar con baches como lo son los eslabones perdidos (esto es, los agujeros
en el registro fósil) de la historia de la evolución.
Los padres de la criatura
Uno de los ingenieros con aires de deidad que ideó estos pequeños
monstruitos es Charles Ofria del Departamento de Computación de la Universidad
de Michigan (Estados Unidos) que, junto a Christoph Adami (del Instituto de
Tecnología de California), desarrolló un mundo artificial compuesto
por toda clase de organismos (bautizados como digitalia) que comen, compiten
entre sí, se reproducen, mutan y finalmente mueren.
Por empezar, estas criaturas salieron de algún lado. En el mundo natural,
todos los organismos descienden de una sola célula. Lo mismo ocurre en
el mini-mundo artificial (que corre bajo el software Avida y que, dicho sea
de paso, puede bajarse gratuitamente en www.dllab.caltech.edu/avida), aunque
en este caso el material genético del ancestro en común no estaba
compuesto ni por ADN ni ARN sino por instrucciones, más precisamente
50 algoritmos genéticos (procesos que simulan la capacidad de los seres
vivos de aprender, cambiar, adaptarse y evolucionar), 15 de los cuales eran
necesarios para que las criaturas digitales se reprodujeran eficientemente,
mientras que los 35 restantes consistían en un conjunto de órdenes
sin función aparente.
Para sobrevivir, como cualquier organismo vivo, los digitalia tienen que comer,
es decir, consumen energía. Pero su dieta no la componen ni vegetales
ni carne sino números. Incluso, hay algunos de estos artificios que son
recompensados por realizar ciertas tareas: por ejemplo, a aquellos que son capaces
de convertir una serie de números en su opuesto (como 10101 en 01010),
se los premia con más números para comer y mayor velocidad para
reproducirse (asexualmente). Es que los digitalia, también sucumben ante
un irrefrenable impulso: el de perpetuar su especie.
Cada digitalia ocupa una celda del plano bidimensional en el que habitan. Así
que cuando un organismo copia su genoma y se divide, el descendiente se ubica
en una de las ocho celdas adyacentes a la de su padre/madre. Y para
mantener constante el tamaño de la población, los programadores
establecieron que cada nacimiento causase indefectiblemente la muerte de otro
individuo.
Lo sorprendente del asunto es que los digitalia no sólo se multiplican
como conejos sino que también evolucionan, y rápidamente. Cada
vez que uno se replica, hay una pequeña probabilidad de que la copia
contenga una mutación. La mayoría de las veces las criaturas sorprenden
a los diseñadores con las características no concebidas de antemano
que llegan a desarrollar.
No in vitro sino in silico
El biólogo estadounidense Thomas Ray (Universidad de Harvard) es
otro de los padres de esta clase de organismos. Como si ya no hubiese
suficientes seres vivos en el planeta, Ray creó a comienzos de los noventa
un sistema de vida artificial llamado Tierra (www.isd.atr.co.jp/~ray/
tierra/source/index.html) compuesto por paquetes de códigos de unos y
ceros que vendrían a ser sus habitantes, con el fin de (re)crear en un
mundo virtual las complejidades que se dieron en el Período Cámbrico
(hace 570 millones de años) cuando la vida multicelular dio sus primeros
pasos.
Una vez creados, los vio evolucionar. Y ni lentos ni perezosos, estos códigos
programados para autorreplicarse con cambios aleatorios comenzaron a competir
unos con otros por el espacio y la comida. Sólo los aptos (aquellos que
mejor se adaptaron a los cambios del ambiente) sobrevivieron.
Complejidades
Tanto el experimento de Ofria como el de Ray demostraron que las criaturas
digitales evolucionan a la manera en que lo hacen las biológicas. De
hecho, confirmaron la validez de la hipótesis darwiniana según
la cual las características complejas generalmente evolucionan a partir
de estructuras y funciones ya existentes, gradual proceso de mutación
mediante.
Ray, por ejemplo, advirtió que a pesar de que en general la ecología
del sistema se volvía cada vez más compleja, los programas, no
lo hacían. En cambio, se simplificaban, a la par que su eficiencia iba
en aumento. Básicamente, los intangibles seres artificiales se achicaban
en cortas secuencias de comandos que contenían sólo la información
necesaria para replicarse (lo que se explica si se tiene en cuenta que cuanto
menor sea el tamaño, menos es el tiempo que les lleva multiplicarse).
A decir verdad, quizás la categoría de vida les queda
un poquito grande a los digitalia, y es objeto de fuertes discusiones (que permiten
descubrir que el término vida es muy ambiguo). Pero por lo
menos hacen realidad (muy rústicamente) uno de los sueños más
anhelados por los ingenieros: crear objetos (en este caso programas de computadora)
que aprendan por sí mismos y evolucionen.
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