Sáb 17.05.2003
futuro

COMPUTACION: EVOLUCION ARTIFICIAL

Creced y multiplicaos

Por Federico Kukso

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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