Wat zijn adaptieve systemen?

Een adaptief systeem is elk systeem dat kan veranderen op basis van de invoer die het ontvangt.Alle adaptieve systemen bevatten interne mechanismen die ervoor zorgen dat het systeem verandert.In de biologie worden adaptieve systemen gebruikt door ecosystemen, populaties en individuele wezens.Computers zijn ook geprogrammeerd met adaptieve functies op basis van die in de natuur.

Een adaptief systeem maakt zijn aanpassingen op basis van de feedback die het ontvangt uit zijn omgeving.In een feedbacklus wordt een deel van de gegenereerde uitvoer teruggeleid als invoer in het systeem.Deze invoer kan vervolgens door het systeem worden gebruikt om aanpassingen te maken.Feedbacklussen worden positief of negatief genoemd, waarbij de positieve feedback -lus de neiging heeft om een output te versnellen of te verhogen en de negatieve feedbacklus die de neiging heeft om een output te vertragen of te verminderen.

In de biologie kunnen adaptieve systemen voorkomen op zowel grote als kleine schalen.Ecosystemen kunnen worden beschouwd als adaptief omdat ze kunnen veranderen op basis van de feedback die ze ontvangen.Een klassiek voorbeeld hiervan is de studie van populatiedynamiek.Naarmate de bevolking van konijnen bijvoorbeeld omhoog gaat, stijgt de populatie van een roofzuchtig dier, zoals vossen, op met het overschot aan voedsel.Na een punt wordt het aantal roofdieren te talrijk voor het systeem en daalt opnieuw wanneer er niet genoeg prooidieren zijn om te voeden.

Binnen een enkel biologisch organisme zijn er ook veel adaptieve systemen op het werk.Leren en gedragsveranderingen zijn aanpassingen die een organisme maakt om meer positieve input van de omgeving te ontvangen.Feedback aan individuele dieren heeft de neiging om gedrag te vergroten dat plezier veroorzaakt en degenen te verminderen die pijn veroorzaken.

Robots kunnen ook worden uitgerust met adaptieve systemen.Met deze systemen kan een robot zijn omgeving observeren en keuzes maken op basis van de ontvangen informatie zonder een mens nodig te hebben om deze in elke actie te sturen.De Mars Rovers zijn een voorbeeld van robots die zijn geprogrammeerd met de mogelijkheid om keuzes te maken.Verre van de aarde en de wetenschappers die hen programmeerden, moesten deze machines zelf keuzes maken tijdens het verzamelen van gegevens.

Softwareontwikkelaars hebben ook computerprogramma's ontworpen om zich aan te passen aan gebruikersbehoeften.Veel van deze programma's worden gebruikt door mensen die geen traditionele programma's kunnen gebruiken, zoals spraak-to-text-technologie.In de fysieke wereld kunnen adaptieve systemen een willekeurig aantal zelfversterkende, zelfbeschermende systemen creëren, zoals auto's die zichzelf aandrijven en wegen die hun eigen reparaties uitvoeren.Hoewel de ideeën voor dergelijke systemen er in overvloed zijn, is de technologie die veel door de mens gemaakte objecten op adaptieve manieren kan gedragen, nog niet ontwikkeld.