Simulace otevřené evoluce

Abstract

Evolutionary algorithms are used to solve a number of optimization problems in the computer science. At the same time, they are fundamental pillar for creating evolutionary simulations and testing scientific hypotheses in a various areas of theoretical biology. In the first half of my work, I characterize the concept of "open-ended evolution", focus on its connection with the technical side of simulations and introduce readers to the problematics of system simulation. Further on, I deal with the phenomenon of increasing complexity and the idea of "evolutionary progress". All these topics are confronted with various perspectives of researchers in the field of evolutionary biology. In the second half, I summarize the benefits of existing projects for evolutionary biology and applied informatics, as well as the ways in which the simulations of open-ended evolution can be approached. Basically, these projects can be divided into two categories. They are either projects in which individuals develop towards a predefined goal, which is conditioned by a fitness function, or projects of researchers who seek to achieve an open-ended evolution by employing biologically realistic design of the genetic code and environment in conjunction with the absence of a particular attractor in the evolution of virtual...

Evoluční algoritmy se používají k řešení řady optimalizačních úloh v informatice, ale zároveň jsou základním pilířem pro vytváření evolučních simulací a ověřování vědeckých hypotéz v různých oblastech teoretické biologie. V první polovině práce charakterizuji pojem "otevřená evoluce", zaměřuji se na jeho souvislosti s technickou stránkou simulací a uvádím čtenáře do problematiky simulace systémů. Rovněž se zabývám fenoménem zvyšování komplexity v biologické evoluci a myšlenkou "evolučního pokroku". Tato témata konfrontuji s různými pohledy badatelů v oblasti evoluční biologie. V druhé polovině práce shrnuji přínosy dosavadních projektů pro evoluční biologii i aplikovanou informatiku a způsoby, kterými lze k simulacím otevřené evoluce přistupovat. V zásadě můžeme tyto projekty rozdělit do dvou kategorií. Buď se jedná o projekty, ve kterých se jedinci vyvíjejí za určitým předem definovaným cílem, který je podmíněn fitness funkcí, nebo o projekty badatelů, kteří se snaží dosáhnout otevřené evoluce biologicky realistickým návrhem genetického kódu a prostředí ve spojení s absencí konkrétního atraktoru v evoluci virtuálních stvoření. Oba přístupy mají z hlediska simulování otevřené evoluce silná i slabá místa. Zásadní nedostatky dosavadních projektů z oblasti otevřené evoluce jsou v práci identifikovány...