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同花顺AI:人工生命研究的起源和发展

  自然界是生命之源。自然生命千千万万,千姿百态,千差万别,巧夺天工,奇妙无穷人工生命(artificial life,ALife)试图通过人工方法建造具有自然生命特征的人造系统。人工生命是生命科学、信息科学、系统科学和数理科学等学科交叉研究的产物,其研究成果必将促进人工智能的发展。

  进化计算的主要方法,即遗传算法、遗传编程和进化策略,是开发人工生命系统的有效工具。由此可见,进化计算和人工生命均属于计算智能的研究范畴。

  人类长期以来一直力图用科学技术方法模拟自然界,包括人脑本身。1943年,麦卡洛克和皮茨提出了M-P神经学网络模型。1945年1月在美国普林斯顿研究所召开的有关脑和计算机的研讨会上,认为工程和神经网络是研究大脑的重要基础。1948年,维纳提出了控制论(cybernetics),对动物与机器中的控制和通信问题进行了开创性的研究。

  冯诺依曼研究脑和计算机在组织上的相似性,用形式逻辑来表示脑。在1946年3月的控制会议上,形成了以冯诺依曼为代表的形式理论学派和以维纳为代表的控制论学派。冯诺依曼方法把全部表示和演算还原到基本逻辑世界,用显式的逻辑过程实现符号运算。维纳则使用信息、反馈、控制等概念,把生物与机械问题统一起来加以研究。

  人工生命的许多早期研究工作也源于人工智能。20世纪60年代,罗森布拉特研究感知机;斯塔尔(Stahl)建立细胞活动模型;林登迈耶(Linden mayer)提出了生长发育中的细胞交互作用数学模型,这些模型支持细胞间的通信和差异。

  20世纪70年代以来,康拉德(Conrad)等人研究人工仿生系统中的自适应、进化和群体动力学,提出不断完善的“人工世界”模型。细胞自动机被用于图像处理。康书(Conway)提出生命的细胞自动机对策论。

  20世纪80年代,人工神经网络再度兴起,出现了许多神经网络的新模型和新算法,这也促进了人工生命的发展。在1987年第一次人工生命研讨会上,美国圣塔菲研究所(Santa Fe Institute,SFD)非线性研究组的兰顿(Langton)正式提出人工生命的概念,建立起人工生命新学科。此后,人工生命研究进入一个蓬勃发展的新时期,相关研究机构、学术组织和学术会议如雨后春笋般出现。

  在美国,以圣塔菲研究所和MIT等为首,设立了人工生命的研究组织,出版了学术专刊 Artificial Life,组办了系列性的人工生命国际学术会议(The International Conference on Artificial Life,简称 ALIFE)。从1987年到现在,该会议每两年举办一次,已举办了十多次。

  在欧洲,从1991年开始,由欧洲人工智能学会等主持,奋起直追,也举行了系列性的国际学术会议(European Conference on Artificial Life,简称ECAL),每两年一次,已于2001年举行了第9次大会。

  我国于1997年9月在北京举行了“人工生命与进化机器人研讨班"(Seminar/Workshop on Artificial Life and Evolutionary Robotics),这是国内关于人工生命的第一次学术活动自进入21世纪以来,许多与人工生命有关的国际会议也在我国举行,为我国学者参加人工生命研究的国际交流与合作提供了良好的机遇和条件从上述关于人工生命的系列性国际学术会议的积极活动可以看出:

  (1)人工生命的研究开发,在国际上受到广泛的关注和重视,发展势头看好,已登上国际学术舞台,面且成为一门十分活跃的学科。

  (2)我国的人工生命研究刚刚起步,比美国晚了10年(1987-1997年),但是,我们迎头赶上,悉心进行人工生命研究工作,已取得一些有国际影响的成果,得到国际同行的认可,为国际人工生命研究作出了我们应有的贡献。

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