شکلهای حیات مصنوعی: انواع آن چه هستند؟

حیات مصنوعی یک حوزه ی چند زمینه ای در تحقیقات است که به تولید نمودن ساختارهایی زیست سان در زمینه هایی مانند محاسبات کامپیوتری، بیو شیمی، مکانیک و یا ترکیبی از هر سه زمینه اختصاص دارد. دانشمندانی که در زمینه ی حیات مصنوعی مشغول به کار هستند پیش بینی به دست آوردن بینشهایی کلی در باره ی سیستمهای خود سازمان ده را مینمایند و دانش خود را در توسعه ی این فناوری مورد استفاده قرار میدهند.

پیش رفت تحقیقات در حوزه ی حیات مصنوعی

مبانی تاریخی و نظری این حوزه گوناگون هستند. این موارد عبارت هستند از:
تلاشهای اولیه در جهت تقلید نمودن رفتار حیوانات و انسانها به وسیله ی اختراع دستگاه های مکانیکی خود تغذیه در قرن شانزدهم
فرمان شناسی، مطالعه ی کنترل اطلاعاتی در درون ماشینها و حیوانات
علوم کامپیوتر به عنوان یک نظریه و ایده ی هم ارز بودن آن برای فراهم آوردن منطق برای عمل کرد سیستمهای مکانیکی
ماشین خود کار سلولی به اصطلاح خود تکثیر جان فون نویمن
علوم کامپیوتر، به همراه معماریهای محاسباتی، به عنوان مجموعه ای از عملیات فنی
هوش مصنوعی (AI)
مفاهیم سلسله مراتب در علوم فلسفه و سیستم
روبات شناسی
علوم غیر خطی، مانند فیزیک سیستمهای پیچیده و نظریه ی آشوب و زیست شناسی نظری
نظریات تکامل در درون زیست شناسی
علی رغم تاریخچه ی دور و دراز این موضوع، اولین کنفرانس بین المللی برای حیات مصنوعی تا سال 1987 برگزار نگردید. این کنفرانس به وسیله ی سی. جی. لانگتون برگزار شد که یک دانشمند کامپیوتر است که ترکیب آینده ی ریشه های گوناگون این زمینه را ارائه نمود و به طور اجمالی عناصر مهم این برنامه ی تحقیقاتی را تشریح نمود. در طول پنج سال و نیم پس از سال 1987، تحقیقات وارد مرحله ی اکتشافی گردید که در آن این امر همواره مشخص نبود که با چه معیاری یک فرد میتواند که مشارکتهای فردی را مورد ارزیابی قرار دهد. بعداً این حوزه به دو دسته تقسیم گردید که هر کدام از آنها برنامه ها، سؤالات و کارهای خود را در دست اقدام داشتند. به عنوان نمونه در تحقیقات A.I.، برخی از حوزه های حیات مصنوعی عمدتاً با توسعه دادن کاربردهای فناوری کار آمدتری از طریق کار برد اصول الهام بخشیده شده ی زیست شناسی بر انگیخته شده اند. نمونه هایی از این کاربردها عبارت هستند از: مدل سازی نمودن معماریهایی برای شبیه سازی کردن سیستمهای سازگار پیچیدهای مانند برنامه ریزی رفت و آمد و سیستمهای ایمنی الهام بخشیده شده ی زیست شناسی برای کامپیوترها. دیگر حوزه های تحقیقاتی به وسیله ی پرسشهایی نظری در باره ی ماهیت پیدایش و منشأ حیات و اشکال خود سازمان دهی، پیچیدگی و رشد به جوشش در میآیند.

ترکیب شکلهای حیات مصنوعی

امکان دارد که حیات مصنوعی از سه حوزه ی پیش رفت با نام نرم افزار، سخت افزار و یا خیس افزار و یا بسته به نوع حیات مورد نیاز محققان ترکیبی از هر سه تای اینها تشکیل گردیده باشد. حیات مصنوعی فردی در یکی از این سه حوزه تعریف میگردد.

نرم افزار

حوزه ی علوم کامپیوتر این اندیشه را ارئه مینماید که حیات بیش از این که با استفاده از مواد سازندهی آن توصیف شود به وسیله ی اشکال سازمانی متمایز میگردد. از این رو، "حیات"، آن گونه که ما آن را مینامیم، را میتوان به شکلی غیر از شیمی کربن درک نمود، به مانند چیزی که در یک واحد پردازش مرکزی کامپیوتر یا شبکهای از کامپیوترها و یا به شکل ویروسهای کامپیوتریای که در سر تا سر شبکه پخش گردیدهاند. محققان قادر هستند تا یک اکوسیستم واقعی را به وجود آورند و اجازه دهند تا برنامه های جزئی کوچک نمایانگر گونه ی موجودات شکار و شکارچی باشند که در حال رقابت و یا هم کاری بر سر به دست آوردن منابع لازم مانند آب هستند. تفاوت بین این نوع از حیات مصنوعی و کار برد علمی معمولی شبیه سازی کامپیوتری این است که در نمونه ی آخر، دانشمند تلاش مینماید تا نسخهای را از یک سیستم زیست شناختی واقعی (مانند جمعیت ماهیهای اقیانوس آرام) به وجود آورد و تشریح آن را بر مبنای اطلاعات واقعی و اصول ثابت زیستی قرار دهد. دانشمند در تلاش است تا این مدل را تأیید نماید تا این که اطمینان حاصل کند که این مدل نمایانگر ویژگیهای خاص جهان واقعی است.
از سوی دیگر، یک نمونه ی حیات مصنوعی زیست شناسی را در یک حس مفهومیتر ارائه مینماید؛ این یک سیستم واقعی نیست، بلکه یک سیستم مجازی است که به علتی خاص مانند بررسی کار آیی پیش رفت تکاملی یک نوع لامارکی (بر مبنای وراثت خصوصیات به دست آمده) در برابر تکامل داروینی (بر مبنای انتخاب طبیعی در میان گونه های تولید شده به طور تصادفی) ساخته شده است. این گونه پنداشته میشود که چنین سیستم زیستیای به خاطر روی کرد آرمان گرایانه ی آن در هیچ کجای جهان واقعی جایی نداشته باشد.
همان گونه که لانگتون تأکید کرد، حیات مصنوعی به بررسی "زیست شناسی امکان پذیر" میپردازد تا کاستیهای زیست شناسی متداول را جبران نماید، که مستلزم بررسی این مورد است که در واقع حیات چگونه بر روی سیاره ی ما تکامل پیدا نمود، اما قادر نخواهد بود که مرز میان شکلهای ممکن و غیر ممکن فرآیندهای زیستی را مشخص نماید. به عنوان نمونه، امکان دارد که یک سیستم حیات مصنوعی برای تعیین این موضوع مورد استفاده قرار گیرد که مشخص شود که آیا این تنها یک حادثه ی تاریخی است که موجودات زنده بر روی سیاره ی ما از یک کد ژنتیکی کلی برخوردار باشند و یا این که این کد میتوانسته که غیر مشابه قرار گیرد. بحثی پیرامون این موضوع مطرح گردیده است که آیا زندگی مجازی در دنیای کامپیوتر نمونهای در سطح بالا از تجرید است و یا این که شکلی از حیات واقعی است که به وسیله ی برخی از محققان حیات مصنوعی مورد اشاره قرار گرفته است. در صورتی که این امر امکان پذیر باشد که بتوان یک حیات واقعی را از نو به وجود آورد، آن گاه نگرانیهای اخلاقی مربوط به این تحقیق نیز شدت پیدا مینماید. با چه دلیلی میتوان جامعه ی انسانی را مسئول به وجود آوردن حیات با استفاده از ابزار مصنوعی دانست؟

سخت افزار

سخت افزار در زندگی مصنوعی معمولاً اشاره دارد به روباتهای حیوان مانند کوچکی به نام انیمات که دانشمندان آنها را به منظور ساخت و مطالعه ی اصول طراحی دستگاه های خود گردان ساخته و مورد استفاده قرار میدهند. ویژگی ماژولار بودن یک ماژول (مجموعهای از ماژولها که هر کدام از آنها میدان بر هم کنش و کار آیی خود را دارد) خصوصیت بر هم کنش دسنگاه با محیط اطراف خود محسوب میگردد. ماژولها به صورت نیمه خود گردان عمل مینمایند و به تنهایی مسئولیت حس کردن، مدل سازی، محاسبه و یا استدلال و کنترل موتور را بر عهئه دارند که به منظور دست یابی آنها به کار آیی لازم امری ضروری محسوب میشود. به هم پیوستن مستقیم ادراک و عمل با استفاده از مدیریت استدلالی تسهیل میگردد، که بر روی نمونه هایی عمل مینماید که نسبتاً نزدیک به اطلاعات دیگر حسگرها هستند. این روش بیان مینماید که برای ساختن یک سیستم که از هوش برخوردار است، لازم است تا نمونه هایی از آنها را در جهان مادی داشته باشیم.
لزومی وجود ندارد که این نمونه ها بارز باشند، اما لازم است قرار گرفته و تجسم یافته باشند. از این رو روباتها در یک جهان قرار گرفته اند و ارتباطی با توصیفات نا محسوس ندارند، اما ارتباط آنها با محیطی که مستقیماً بر روی رفتار سیستم اثر گذار است برقرار خواهد بود. مضاف بر این، روباتها از "بدن" برخوردار هستند و به صورت مستقیم جهان را تجربه مینمایند، چنان که اعمال آنها باز خوردی آنی بر روی احساسات خود روبات خواهد داشت. از سوی دیگر، روباتهای شبیه سازی شده ی کامپیوتری را میتوان در یک محیط مجازی قرار داد، اما آنها فاقد "جسم" خواهند بود. حیات مصنوعی سخت افزاری از کار بردهای بسیاری در صنعت و فناوریهای نظامی برخوردار است.

خیس افزار

حیات مصنوعی خیس افزار نزدیکترین رابطه را با زیست شناسی واقعی دارد. روی کردهای علمی شامل آزمایشهایی هدایت کننده با جمعیتهایی از درشت مولکولهای آلی میشوند که به منظور انجام مطالعه و بررسی خصوصیات خود سازمان دهی آنها در یک واسطه ی محلول ترکیب میشوند. یکی از نمونه های این مورد تکامل مصنوعی مولکولهای اسيد ريبونوكلئيك‌ (RNA) با خصوصیاتی خاص است. با این وجود، تحقیق بر روی RNA و دیگر برنامه های علمی مشابه، اغلب در حوزه های بیو شیمی، زیست شناسی مولکولی و شیمی ترکیبی و هم چنین دیگر شیمیهای کربن بنیاد به وقوع میپیوندد. چنین تحقیقی در خیس افزاری لزوماً مسئولیتی را در قبال یک ایده ی منحصر به فرد دارا نیست، بر خلاف آن چه که به وسیله ی دانشمندان در حیات مصنوعی نرم افزاری تصور میشود، که ایدهای است مبنی بر این که حیات ترکیبی است از اشکال بی واسطه ی هستی.
از این رو، حیات مصنوعی خیس افزار در ارتباط با تحقیق و بررسی اصول خود سازمان ده در "شیمیهای واقعی" قرار دارد. در زیست شناسی نظری، اوتوپیسیس اصطلاحی است که برای نوع خاصی از صیانت نفس به کار میرود که به وسیله ی شبکهای از اجزا که اجزای خودشان را به وجود میآورند و هم چنین مرزهای شبکه در فرآیندهایی که از لحاظ ساختاری به حلقه هایی بسته شباهت دارند به وجود میآید. چنین سیستمهایی به صورت مصنوعی و به وسیله ی اجزای شیمیایی ای به وجود میآیند که در ارگانیسمهای زنده وجود ندارند.
مسائل پیرامون الهیات به سختی در تحقیقات حیات مصنوعی مورد بحث قرار میگیرند، اما همین ایده که یک محقق انسانی با به وجود آوردن دنیای خود برای انجام آزمایشات (در یک کامپیوتر و یا لوله ی آزمایشگاه) و به همراه قوانین رشد، پیش رفت و تکامل خود "نقش خالق را بازی مینماید" نشان دهندهی این مطلب است که این امکان وجود دارد که هنوز هم انگیزه ی برخی از تحقیقات علمی با تشابهات مذهبی در ارتباط باشد.