Was sind adaptive Systeme?

Ein adaptives System ist jedes System, das sich basierend auf dem empfangenen Eingang ändern kann.Alle adaptiven Systeme enthalten interne Mechanismen, die das System ändern.In der Biologie werden adaptive Systeme von Ökosystemen, Populationen und einzelnen Kreaturen verwendet.Computer wurden auch mit adaptiven Merkmalen programmiert, basierend auf denen in der Natur.

Ein adaptives System vornimmt seine Anpassungen auf der Grundlage des Feedbacks, das es aus seiner Umgebung erhält.In einer Rückkopplungsschleife wird ein Teil des generierten Ausgangs als Eingabe in das System zurückgewiesen.Diese Eingabe kann dann vom System verwendet werden, um Anpassungen vorzunehmen.Rückkopplungsschleifen werden als positiv oder negativ bezeichnet, wobei die positive Rückkopplungsschleife dazu neigt, einen Ausgang zu beschleunigen oder zu erhöhen und die negative Rückkopplungsschleife zu verlangsamen oder zu verringern.

In der Biologie können adaptive Systeme sowohl auf großer als auch auf kleinen Maßstäben auftreten.Ökosysteme können insofern als adaptiv angesehen werden, als sie sich anhand des von ihnen erhaltenen Feedbacks ändern können.Ein klassisches Beispiel hierfür ist die Untersuchung der Populationsdynamik.Wenn die Population der Kaninchen zum Beispiel steigt, steigt die Population eines räuberischen Tieres wie Füchse mit dem Überschuss an Nahrung an.Nach einem Punkt wächst die Anzahl der Raubtiere für das System zu zahlreich und nimmt erneut ab, wenn es nicht genügend Beutetiere gibt, von denen es in einem einzigen biologischen Organismus füttern kann. In einem einzigen biologischen Organismus gibt es auch viele adaptive Systeme am Werk.Lern- und Verhaltensänderungen sind Anpassungen, die ein Organismus vornimmt, um positivere Input aus der Umwelt zu erhalten.Feedback an einzelne Tiere neigt dazu, Verhaltensweisen zu erhöhen, die Vergnügen verursachen und diejenigen verringern, die Schmerzen verursachen.

Roboter können auch mit adaptiven Systemen ausgestattet werden.Diese Systeme ermöglichen es einem Roboter, seine Umgebung zu beobachten und Entscheidungen basierend auf den Informationen zu treffen, ohne dass ein Mensch sie in jeder Aktion lenken muss.Die Mars Rovers sind ein Beispiel für Roboter, die mit der Fähigkeit programmiert wurden, Entscheidungen zu treffen.Weit weg von der Erde und den Wissenschaftlern, die sie programmiert haben, mussten diese Maschinen selbst Entscheidungen treffen, während sie Daten sammeln.Viele dieser Programme werden von Personen verwendet, die keine traditionellen Programme wie Sprach-Text-Technologie verwenden könnten.In der physischen Welt könnten adaptive Systeme eine beliebige Anzahl von selbstverschreibenden, selbstschützenden Systemen wie Autos erzeugen, die sich selbst und Straßen fahren, die ihre eigenen Reparaturen durchführen.Obwohl die Ideen für solche Systeme reichlich sind, wurde die Technologie, die es vielen von Menschen geschaffenen Objekten ermöglicht, sich auf adaptive Weise zu verhalten, noch nicht.