Tekno-logos 8/10-02 Bio-logisk teknologi Natur, information og teknologi

Tekno-logos 8/10-02 Centrale begreber 1.Evolution 2.Kompleksitet (kaos) 3.Emergens 4.Selvorganisering 5.Adaptivitet

Tekno-logos 8/ Evolution Darwins udviklingslære: Variation  selektion: Den mest tilpassede bliver udvalgt som følge af bedre forplantningsevne ‘Tinkering’: Naturen anvender det forhåndenværendes princip (‘designer’ ikke) ≠ Den stærkeste, klogeste eller smukkeste overlever ≠ Evolutionen har mål og fuldbyrdelse (mennesket!) ≠ Udvikling er aktiv: Succesfulde variationer udvikles

Tekno-logos 8/ Kompleksitet Omfattende systemer og processer af ikke ensartede bestandele (måske selv systemer) Historiske systemer Hverken kaos eller total orden (fordi hhv. uinteressant og ikke-dynamisk): “On the edge of chaos” Ashby: Relativt til observatørs beskrivelsesramme Simon: Hierarkiske, udviklende, næsten-analyserbare og deskriptivt simple

Tekno-logos 8/ Emergens Interaktionen mellem og organiseringen af flere simple enheder, der skaber mønstre på et højere organiseringsniveau Funktionelt og organisatorisk irreducibelt til lavere niveau Downward causation: højere-ordens fænomener kan virke ‘tilbage’ på tilgrundliggende processer Spørgsmål: Hvad er interessante mønstre (hvad er mønstre)?

Tekno-logos 8/ Selvorganisering Decentraliseret (distribueret) styring af komplekse systemer og processer giver anledning til kollektiv opførsel Lokale regler  global styring Bottom-up

Tekno-logos 8/ Adaptivitet Fleksibel tilpasning Global egenskab som hviler på ikke fatale lokale dysfunktioner (det nytter ikke at nogle evner er meget adaptive hvis andre er meget lidt) Indlæringsevne (skelne rigtig fra forkert reaktion  værdi?)

Tekno-logos 8/10-02 Evolutionære algoritmer 1.Forskellige tilfældige algoritmer (løsningsforslag) testes på et givent problem 2.De bedste udvælges ud fra fastsatte fitness- kriterier (ønskede egenskaber) 3.Udvalgte algoritmer ‘parres’ (halvdelen af koden fra hver af algoritmerne sammensættes) og/eller ‘muteres’ (forudbestemte ‘pladser’ i koden udskiftes med andet tegn; 1  0) 4.Den nye generation afprøves, og de bedste tages fra  ny generation osv.

Tekno-logos 8/10-02 Evolutionære algoritmer Velegnede til afsøgning af enorme mulighedsfelter (HUGO) Velegnede til adaptive systemer, F.eks. evolutionær robotik (selv- organiserende)

Tekno-logos 8/10-02 Sværm intelligens Stort antal simple, men autonome enheder Enheder kun styret af lokale regler: ingen central styring: Selvorganisering Positiv feedback: Succesfulde variationer forstærkes og danner fundament for følgende handlinger Negativ feedback: Ikke succesfulde handlinger svækkes ved at: –Agenter fra dette ‘spor’ rekruteres til mere succesfulde –Sporet ‘visner’ pga. forældelse

Tekno-logos 8/10-02

Sværm-koordination: Flokke Boids: Simulerede fugle (eller fisk) Udviser tilsyneladende organiseret global adfærd udelukkende vha. lokale regler Selvorganisering

Tekno-logos 8/10-02 Flokke: Boids Tre parametre: 1.Separation: Kom ikke for tæt på andre enheder (undgå kollision) 2.Ret ind: Forsøg at matche fart og retning på naboenheder 3.Samling: Styr mod det centrale punkt hos de umiddelbare naboer Separation

Tekno-logos 8/10-02 Flokke: Boids Tre parametre: 1.Seperation: Kom ikke for tæt på andre enheder (undgå kollision) 2.Ret ind: Forsøg at match fart og retning på naboenheder 3.Samling: Sigt mod det centrale tyngdepunkt hos de umiddelbare naboer Ret ind

Tekno-logos 8/10-02 Flokke: Boids Tre parametre: 1.Seperation: Kom ikke for tæt på andre enheder (undgå kollision) 2.Ret ind: Forsøg at match fart og retning på naboenheder 3.Samling: Sigt mod det centrale tyngdepunkt hos de umiddelbare naboer Samling

Tekno-logos 8/10-02 Stigmergy: Kontekstuel kommunikation ‘Stigma’ = tegn, mærke; ‘Ergon’ = arbejde Handlinger har effekt i omgivelserne. Denne effekt (cue) tricker til særlige handlinger Eks.: Hul i væggen får myrer til at udfylde det. Søljer af byggemateriale får termitter til at bygge ovenpå indtil en bestemt højde, hvor materialet gradvist ‘bøjes’ over mod nærmeste søjle Eks.: Rydde op (handling - kognition)

Tekno-logos 8/10-02 Bio-semiotik J.v.Uexküll (1928): “Umwelt”: Repertoire af relevante perceptions - respons cykli: Umwelt for en flåt består af sved og temperaturer omkring 37°C Umwelt er ‘indersiden’ af en niche

Tekno-logos 8/10-02 Bio-semiotik Hoffmeyer og Emmeche: Biologi ikke komplet uden en teori om betydning i naturlige systemer “Life is matter with meaning” Pattee (Life = autopoiesis = cognition Varela & Maturana) Livsprocesser er tegnprocesser (semiosis, ikke kausale processer)  Kommunikation, læring, adaptivitet osv. Naturalisering: mening opstår ontogenetisk og fylogenetisk. Information er konkret størrelse ved og essensen af livsprocesser

Tekno-logos 8/10-02 Bio-semiotik Kodedualitet: Digital - analog (genotype - fænotype). Digitalitet muligør: –Ubegrænsede muligheder: foster uden hjerte (og mening “Julemanden er grøn”) –Objektivitet og stabilitet: Tegn kræver ‘konvention’ og forgår ikke så let over tid (‘uden for’ den enkelte tegnbruger)  hukommelse –Abstraktion (og negation)  semantisk (og adaptiv) frihed