Herramientas para construir mundos. Vida artificial I.

Abstract

Es un libro de texto sobre temas que explico habitualmente en las asignaturas Vida Artificial y Computación Evolutiva, de la carrera Ingeniería de sistemas; compilado de una manera personal, pues lo oriento a explicar herramientas conocidas de matemáticas y computación que sirven para crear complejidad, y añado experiencias propias y de mis estudiantes. Las herramientas que se explican en el libro son: Realimentación: al conectar las salidas de un sistema para que afecten a sus propias entradas se producen bucles de realimentación que cambian por completo el comportamiento del sistema. Fractales: son objetos matemáticos de muy alta complejidad aparente, pero cuyo algoritmo subyacente es muy simple. Caos: sistemas dinámicos cuyo algoritmo es determinista y perfectamente conocido pero que, a pesar de ello, su comportamiento futuro no se puede predecir. Leyes de potencias: sistemas que producen eventos con una distribución de probabilidad de cola gruesa, donde típicamente un 20% de los eventos contribuyen en un 80% al fenómeno bajo estudio. Estos cuatro conceptos (realimentaciones, fractales, caos y leyes de potencia) están fuertemente asociados entre sí, y son los generadores básicos de complejidad. Algoritmos evolutivos: si un sistema alcanza la complejidad suficiente (usando las herramientas anteriores) para ser capaz de sacar copias de sí mismo, entonces es inevitable que también aparezca la evolución. Teoría de juegos: solo se da una introducción suficiente para entender que la cooperación entre individuos puede emerger incluso cuando las interacciones entre ellos se dan en términos competitivos. Autómatas celulares: cuando hay una población de individuos similares que cooperan entre sí comunicándose localmente, entonces emergen fenómenos a nivel social, que son mucho más complejos todavía, como la capacidad de cómputo universal y la capacidad de autocopia.