Avida является искусственной жизнью программной платформы для изучения эволюционной биологии в самореплицирующихся и эволюционирующих компьютерных программах ( цифровые организмы ). Avida активно разрабатывается Лабораторией цифровой эволюции Чарльза Офриа в Университете штата Мичиган ; Первая версия Avida была разработана в 1993 году Офрией, Крисом Адами и К. Титусом Брауном в Калифорнийском технологическом институте , и с тех пор Ofria несколько раз полностью модернизировала ее. Программное обеспечение изначально было вдохновлено системой Tierra .
Автор (ы) оригинала | Чарльз Офриа , Крис Адами |
---|---|
Разработчики) | Чарльз Офриа |
Стабильный выпуск | 2.14.0 / 6 февраля 2014 г . [1] |
Написано в | C ++ , Objective-C |
Операционная система | Microsoft Windows 7 или новее, macOS 10.8 или новее |
Тип | программный симулятор |
Лицензия | LGPL |
Принципы дизайна
Тьерра смоделировал эволюционную систему, представив компьютерные программы, которые конкурировали за ресурсы компьютера, в частности время процессора (ЦП) и доступ к основной памяти. В этом отношении он был похож на Core Wars , но отличался тем, что программы, запускаемые в симуляции, могли изменять себя и, таким образом, развиваться. Программы Тьерры были искусственными живыми организмами. [ необходима цитата ]
В отличие от Tierra, Avida назначает каждому цифровому организму собственную защищенную область памяти и выполняет ее с помощью отдельного виртуального процессора . По умолчанию другие цифровые организмы не могут получить доступ к этому пространству памяти ни для чтения, ни для записи, а также не могут выполнять код, который не находится в их собственном пространстве памяти.
Второе важное отличие состоит в том, что виртуальные ЦП разных организмов могут работать с разной скоростью, так что один организм выполняет, например, вдвое больше инструкций за тот же интервал времени, что и другой организм. Скорость, с которой работает виртуальный ЦП, определяется рядом факторов, но, что наиболее важно, задачами, которые выполняет организм: логическими вычислениями, которые организмы могут выполнять, чтобы получить дополнительную скорость ЦП в качестве бонуса.
Использование в исследованиях
Адами и Офрия в сотрудничестве с другими использовали Avida для проведения исследований в области цифровой эволюции, а научные журналы Nature и Science опубликовали четыре их статьи.
В статье 2003 г. «Эволюционное происхождение сложных функций» описывается эволюция математической операции равенства от более простых побитовых операций. [2]
Использование в образовании
Упрощенная версия Avida с графическим пользовательским интерфейсом ( Avida-ED ) доступна для использования в образовании. На базе Avida-ED были разработаны различные планы уроков и другие учебные материалы . Было показано, что этот подход эффективен в улучшении понимания учащимися эволюции. [3] Проект Avida-ED был удостоен награды Международного общества обучения и пропаганды искусственной жизни в 2017 году.
Смотрите также
|
Рекомендации
- «Тестирование Дарвина» , журнал Discover , февраль 2005 г.
- ^ "Загрузка платформы Avida Digital Life" . sourceforge.net . Проверено 27 марта 2021 .
- ^ Ленский, Р. Э . ; Ofria, C .; Пеннок, RT ; Адами, К. (2003). «Эволюционное происхождение сложных функций» (PDF) . Природа . 423 (6936): 139–144. Bibcode : 2003Natur.423..139L . DOI : 10,1038 / природа01568 . PMID 12736677 . S2CID 4401833 .
- ^ Пеннок, Роберт Т .; Мудрый, Майкл Дж .; Мид, Луиза С .; Жаворонок, Эми М .; Джонсон, Венди Р .; Смит, Джеймс Дж. (01.12.2016). «Учебная программа цифровой эволюции Avida-ED для бакалавриата биологии» . Эволюция: образование и пропаганда . 9 (1): 9. DOI : 10,1186 / s12052-016-0060-0 . ISSN 1936-6434 .
Внешние ссылки
- Программное обеспечение Avida - GitHub
- Проект Avida-ED - Роберт Т. Пеннок
- Сайт разработчика Avida
- Сайт Devolab МГУ
Научные публикации с участием Avida
- К. Адами и К. Т. Браун (1994), Эволюционное обучение в 2D-системах искусственной жизни Avida, в: R. Brooks, P. Maes (Eds.), Proc. Искусственная жизнь IV, MIT Press, Кембридж, Массачусетс, стр. 377-381. arXiv : adap-org / 9405003
- RE Lenski , C. Ofria, TC Collier, C. Adami (1999). Сложность генома, надежность и генетические взаимодействия в цифровых организмах. Nature 400: 661-664.
- CO Wilke, JL Wang, C. Ofria, RE Lenski и C. Adami (2001). Эволюция цифровых организмов при высокой скорости мутаций приводит к выживанию самых плоских. Природа 412: 331-333.
- RE Lenski, C. Ofria, RT Pennock и C. Adami (2003). Эволюционное происхождение сложных элементов. Nature 423: 139-145.
- С. С. Чоу, К. Уилке, К. Офриа, Р. Э. Ленски и К. Адами (2004). Адаптивное излучение от конкуренции за ресурсы в цифровых организмах. Наука 305: 84-86.
- J. Clune, D. Misevic, C. Ofria, RE Lenski, SF Elena и R. Sanjuán. Естественный отбор не может оптимизировать частоту мутаций для долгосрочной адаптации в суровых климатических условиях. PLoS Computational Biology 4 (9): 2008. DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1000187
- Clune J, Goldsby HJ, Ofria C и Pennock RT (2011) Выборочное давление для точного нацеливания на альтруизм: данные цифровой эволюции для трудных для проверки аспектов теории инклюзивной приспособленности. Труды Королевского общества. pdf ( архив )
- Бенджамин Э. Бекманн, Филип К. МакКинли, Чарльз Офриа (2007). Эволюция адаптивного ответа во сне у цифровых организмов. ECAL 2007 pdf