التطور الذاتي البناء

📅 آخر تحديث: ١ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١ أغسطس ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

التطور الذاتي البناء هو عملية تكون فيها الكيانات التي تخضع للتغير التطوري مسؤولةً بنفسها عن بناء نسلها، وبالتالي عن جوانب من العملية التطورية نفسها. ولأن التطور البيولوجي ذاتي البناء دائمًا، فإن هذا المصطلح يُستخدم بشكل أساسي في الحوسبة التطورية ، لتمييز أنظمة الحياة الاصطناعية عن الخوارزميات الجينية التقليدية التي تُجري فيها الخوارزمية الجينية عملية التكاثر بشكل اصطناعي. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وقد صاغ هذا المصطلح لي سبيكتور. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

أهمية التطور الذاتي البناء

يُعدّ التطور الذاتي البناء منصةً جيدةً للإجابة عن التساؤلات النظرية حول تطور قابلية التطور . تشير الأدلة الأولية إلى أن طريقة توليد النسل تتغير بشكلٍ كبيرٍ خلال مسار التطور. [ 11 ] من خلال دراسة هذه الأنماط، يُمكننا البدء في فهم كيفية تنظيم الأنظمة المتطورة لنفسها لتتطور بشكلٍ أسرع. في نهاية المطاف، قد يُتيح لنا هذا الفهم تحسين قدرتنا على حل المشكلات باستخدام الحوسبة التطورية .

يُعتقد أيضًا أن هذه القدرة المتزايدة لعملية التكاثر الذاتي على التطور مهمة لإعادة إنشاء عملية التطور المفتوحة التي لوحظت على الأرض [ 12 ].

أمثلة على التطور الذاتي البناء

تييرا وأفيدا

يحدث شكل بسيط نسبيًا من البناء الذاتي في أنظمة مثل تييرا وأفيدا . في هذه الأنظمة، تُكرر البرامج نفسها بتخصيص مساحة في الذاكرة لنسخها الناتجة، ثم تُكرر جميع التعليمات في جينومها وتنسخ كل تعليمة إلى المساحة المُخصصة حديثًا. [ 13 ] هذا بناء ذاتي بمعنى أن البرامج مسؤولة عن تحديد الشفرة التي ستُستخدم في النسخ الناتجة. عادةً ما تُنشئ البرامج نسخًا طبق الأصل من نفسها، مع إدخال التغييرات حصريًا من خلال أحداث الطفرات. من حيث المبدأ، يمكن للبرامج تكوين مجموعة واسعة من النسخ الناتجة المحتملة بنسخ جزء فقط من جينوماتها.

PushGP

PushGP هو نظام برمجة جينية يُطوّر شيفرة مكتوبة بلغة Push. [ 8 ] Push لغة قائمة على المكدس، مصممة لسهولة استخدامها في البرمجة الجينية، حيث يمتلك كل نوع من أنواع المتغيرات (مثل السلاسل النصية، والأعداد الصحيحة، إلخ) مكدسًا خاصًا به. تُخزّن جميع المتغيرات في المكدس المرتبط بنوعها. أحد أنواع المتغيرات هو شيفرة Push قابلة للتنفيذ. ونتيجةً لذلك، يسمح تصميم هذه اللغة بتطور ذاتي بناء غني، من خلال اعتبار جميع الشيفرة المتبقية في مكدس الشيفرة في نهاية تنفيذ البرنامج بمثابة نسل البرنامج. [ 14 ] باستخدام هذا النهج، تتمتع البرامج بتحكم كامل في البرامج الناتجة التي تُنشئها، وفي بعض الحالات، يسمح ذلك بتطور أساليب التباين التي يستخدمها الجيل أثناء تشغيل النظام. [ 15 ]

مراجع

  1. ↑ إيكارت، أنيكو (2014-03-01). "الظهور في البرمجة الجينية" (ملف PDF) . البرمجة الجينية والآلات القابلة للتطور . 15 (1): 83-85 . doi : 10.1007/s10710-013-9199-4 . ISSN 1389-2576 . S2CID 20992086 .  
  2. ↑ ميلر، جوليان ف. (2011). البرمجة الجينية الديكارتية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 10. ISBN  978-3642173103.
  3. ↑ رحيم، أدزني عبدول (2008). دراسة بارامترية حول الكفاءة الإنجابية في الحياة الاصطناعية ذاتية البناء (رسالة ماجستير). جامعة ماليزيا صباح.
  4. ↑ رايزر-ويلش، باتريشيا؛ ميلر، جوليان ف. (2014). "مراجعة لأطر الخوارزميات فوق الحدسية". وقائع ورشة عمل Evo20، AISB . CiteSeerX 10.1.1.563.9564 . 
  5. ↑ رحيم، عبد الله؛ تيو، ج.؛ سعودي، أ. (يونيو 2006). "مقارنة تجريبية لحدود حجم الكود في الحياة الاصطناعية ذاتية البناء". مؤتمر IEEE لعام 2006 حول علم التحكم الآلي والأنظمة الذكية . الصفحات 1-6 . doi : 10.1109/ICCIS.2006.252308 . ISBN  978-1-4244-0022-5. S2CID 17596010 . 
  6. ↑ سبيكتور، لي (2010-10-20). "نحو تطور ذاتي بنائي عملي: التطور الذاتي لأنظمة البرمجة الجينية لحل المشكلات" . نظرية البرمجة الجينية وتطبيقها، المجلد الثامن . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. الصفحات 14-30 . ISBN  978-1441977472.
  7. ↑ سبيكتور، لي (2000). البرمجة الآلية للحاسوب الكمومي: منهج البرمجة الجينية . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . الصفحات 7-72 . ISBN  978-1402078958.
  8. 1 2 سبيكتور، لي (2001). "التطور الذاتي البناء: الدفع، والدفع جي بي، والدفع بوب" (ملف PDF) . وقائع مؤتمر الحوسبة الجينية والتطورية . جيكو. سان فرانسيسكو، كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية: إيه سي إم. الصفحات 137-146 . 
  9. ↑ سبيكتور، لي؛ موسكوفيتشي، إيفا (2017). "التطورات الحديثة في التطور الذاتي البناء". وقائع المؤتمر المصاحب للحوسبة الجينية والتطورية . GECCO '17. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: ACM. الصفحات 1154-1156 . doi : 10.1145/3067695.3082058 . ISBN  9781450349390. S2CID 1968045 . 
  10. ↑ هارينغتون، كايل؛ توش، إيما؛ سبيكتور، لي؛ بولاك، جوردان (2011). "ديناميكيات البناء الذاتي التركيبية" (ملف PDF) . موضوعات موحدة في الأنظمة المعقدة، المجلد الثامن: وقائع المؤتمر الدولي الثامن حول الأنظمة المعقدة . معهد نيو إنجلاند للأنظمة المعقدة . الصفحات 856-870 . ISBN  978-0-9656328-4-3.
  11. ↑ سبيكتور، لي؛ موسكوفيتشي، إيفا (2017). "التطورات الحديثة في التطور الذاتي البناء". وقائع المؤتمر المصاحب للحوسبة الجينية والتطورية . GECCO '17. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: ACM. الصفحات 1154-1156 . doi : 10.1145/3067695.3082058 . ISBN  9781450349390. S2CID 1968045 . 
  12. ↑ تايلور، تيم؛ بيدو، مارك؛ تشانون، ألاستير؛ أكلي، ديفيد؛ بانزهاف، وولفغانغ؛ بيسلون، غيوم؛ دولسون، إميلي؛ فرويز، توم؛ هيكينبوثام، سيمون (29 يوليو/تموز 2016). "التطور المفتوح: منظورات من ورشة عمل OEE في يورك" ( ملف PDF) . الحياة الاصطناعية . 22 (3): 408-423 . doi : 10.1162/ARTL_a_00210 . ISSN 1064-5462 . PMID 27472417. S2CID 215715948 .   
  13. ↑ أوفريا، تشارلز؛ ويلك، كلاوس أو. (2004). "أفيدا: منصة برمجية لأبحاث علم الأحياء التطوري الحاسوبي". الحياة الاصطناعية . 10 (2): 191-229 . CiteSeerX 10.1.1.211.8981 . doi : 10.1162/106454604773563612 . ISSN 1064-5462 . PMID 15107231. S2CID 15128560 .    
  14. ↑ روبنسون، آلان؛ سبيكتور، لي (1 مارس 2002). "البرمجة الجينية والتطور الذاتي البناء باستخدام لغة برمجة الدفع". البرمجة الجينية والآلات القابلة للتطور . 3 (1): 7-40 . doi : 10.1023/A:1014538503543 . ISSN 1573-7632 . S2CID 5584377 .  
  15. ↑ سبيكتور، لي؛ ماكفي، نيكولاس فرايتاغ؛ هيلموث، توماس؛ كاسال، ماغي م.؛ أوكس، جوليان (2016-07-20). "التطور يتطور مع البناء الذاتي" . وقائع مؤتمر الحوسبة الجينية والتطورية لعام 2016. ملحق مؤتمر GECCO '16. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: رابطة آلات الحوسبة. الصفحات 1349-1356 . doi : 10.1145/2908961.2931727 . ISBN  978-1-4503-4323-7.