Τι είναι τα Προσαρμοστικά Συστήματα;

Ένα προσαρμοστικό σύστημα είναι κάθε σύστημα που μπορεί να αλλάξει με βάση την είσοδο που λαμβάνει. Όλα τα προσαρμοστικά συστήματα περιέχουν εσωτερικούς μηχανισμούς που προκαλούν την αλλαγή του συστήματος. Στη βιολογία, τα προσαρμοστικά συστήματα χρησιμοποιούνται από οικοσυστήματα, πληθυσμούς και μεμονωμένα πλάσματα. Οι υπολογιστές έχουν επίσης προγραμματιστεί με προσαρμοστικά χαρακτηριστικά που βασίζονται σε αυτά που φαίνονται στη φύση.

Ένα προσαρμοστικό σύστημα κάνει τις προσαρμογές του με βάση την ανατροφοδότηση που λαμβάνει από το περιβάλλον του. Σε έναν βρόχο ανάδρασης, μέρος της παραγωγής που δημιουργείται κατευθύνεται πίσω ως είσοδος στο σύστημα. Αυτή η είσοδος μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί από το σύστημα για να κάνει προσαρμογές. Οι βρόχοι ανάδρασης αναφέρονται ως θετικοί ή αρνητικοί, με τον βρόχο θετικής ανάδρασης να τείνει να επιταχύνει ή να αυξήσει μια έξοδο και τον βρόχο αρνητικής ανάδρασης να επιβραδύνει ή να μειώσει μια έξοδο.

Στη βιολογία, τα προσαρμοστικά συστήματα μπορούν να εμφανιστούν τόσο σε μεγάλη όσο και σε μικρή κλίμακα. Τα οικοσυστήματα μπορούν να θεωρηθούν προσαρμοστικά καθώς είναι σε θέση να αλλάζουν με βάση την ανατροφοδότηση που λαμβάνουν. Ένα κλασικό παράδειγμα αυτού είναι η μελέτη της δυναμικής του πληθυσμού. Καθώς ο πληθυσμός των κουνελιών αυξάνεται, για παράδειγμα, ο πληθυσμός ενός αρπακτικού ζώου, όπως οι αλεπούδες, αυξάνεται με το πλεόνασμα τροφής. Μετά από ένα σημείο, ο αριθμός των αρπακτικών αυξάνεται πάρα πολύ για το σύστημα και μειώνεται ξανά όταν δεν υπάρχουν αρκετά θηράματα με τα οποία να τραφούν.

Μέσα σε έναν μόνο βιολογικό οργανισμό λειτουργούν επίσης πολλά προσαρμοστικά συστήματα. Η μάθηση και η τροποποίηση συμπεριφοράς είναι προσαρμογές που κάνει ένας οργανισμός για να λαμβάνει πιο θετικά στοιχεία από το περιβάλλον. Η ανατροφοδότηση σε μεμονωμένα ζώα τείνει να αυξάνει τις συμπεριφορές που προκαλούν ευχαρίστηση και να μειώνει αυτές που προκαλούν πόνο.

Τα ρομπότ μπορούν επίσης να εξοπλιστούν με προσαρμοστικά συστήματα. Αυτά τα συστήματα επιτρέπουν σε ένα ρομπότ να παρατηρεί το περιβάλλον του και να κάνει επιλογές με βάση τις πληροφορίες που λαμβάνει χωρίς να χρειάζεται ο άνθρωπος να το κατευθύνει σε κάθε δράση. Τα Mars Rovers είναι ένα παράδειγμα ρομπότ που είχαν προγραμματιστεί με την ικανότητα να κάνουν επιλογές. Μακριά από τη Γη και τους επιστήμονες που τις προγραμμάτισαν, αυτές οι μηχανές έπρεπε να κάνουν επιλογές μόνες τους κατά τη συλλογή δεδομένων.

Οι προγραμματιστές λογισμικού έχουν επίσης σχεδιάσει προγράμματα υπολογιστών για να μπορούν να προσαρμόζονται στις ανάγκες των χρηστών. Πολλά από αυτά τα προγράμματα χρησιμοποιούνται από άτομα που δεν θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν παραδοσιακά προγράμματα, όπως η τεχνολογία ομιλίας σε κείμενο. Στον φυσικό κόσμο, τα προσαρμοστικά συστήματα θα μπορούσαν να δημιουργήσουν οποιονδήποτε αριθμό αυτοβελτιωμένων, αυτοπροστατευτικών συστημάτων, όπως αυτοκίνητα που οδηγούν μόνα τους και δρόμους που εκτελούν τις δικές τους επισκευές. Αν και οι ιδέες για τέτοια συστήματα είναι άφθονες, η τεχνολογία που θα επιτρέψει σε πολλά ανθρωπογενή αντικείμενα να συμπεριφέρονται με προσαρμοστικούς τρόπους δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί.