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The Game of Life produce il primo essere complesso auto-replicante

Creato il 21 giugno 2010 da Zonwu

the game of life automi cellulari
The Game of Life è un gioco un po' differente dai videogames ai quali siamo abituati. E' infatti un insieme di dinamiche matematiche che simulano l'evoluzione in un universo bidimensionale. The Game of Life ebbe il suo momento di gloria negli anni '70, quando la rivista Scientific America pubblicò un articolo sul gioco.
Si tratta essenzialmente di un sistema di cellule basato su poche, semplici regole matematiche, che determinano come vivere, morire o moltiplicarsi.
E' possibile che da un sistema così semplice possa nascere qualcosa di complesso? La domanda è importante non solo per la ricerca nel campo dell'intelligenza artificiale, ma anche per capire meglio l'evoluzione della vita sulla Terra.
E quando Andrew Wade ha reso pubblico il 18 maggio scorso il primo organismo auto-replicante generatosi da The Game of Life, la speranza di comprendere meglio i misteri dell'evoluzione di organismi semplici è aumentata.
Le leggi del gioco vengono dal matematico John Conway, che nel 1970 creò un sistema di automi cellulari basati su quelli ideati da John von Neumann. Da allora sono nati moltissimi organismi artificiali all'interno di The Game of Life: da esseri che si muovono lungo la giglia fino a "armi", che sparano pattern lungo lo spazio disponibile.
Ma, fino ad ora, non era ancora nato un organismo che producesse esatte copie di se stesso.
Andrew Wade è un programmatore di Toronto che ha iniziato a dedicarsi a The Game of Life negli anni '90, interessandosi sempre di più a questo gioco evolutivo. E le sue scoperte sul gioco sono davvero affascinanti: si passa dal "costruttore universale", un insieme di cellule in grado di creare generazioni differenti da quella originaria, fino a organismi in grado di creare copie molto simili a loro stessi. Ma la generazione di una copia perfetta si è sempre dimostrata una sfida impossibile da vincere.
L'idea di Wade è stata quella di rimpiazzare il pattern più utilizzato per forme complesse, chiamato "computer", con uno più semplice, "instruction tape", composto da gruppi di cellule più piccole chiamati "gliders". Piazzando questi gliders ad intervalli precisi, ha creato un programma che alimenta il costruttore come le schede perforate dei primi computer della storia. "Volevo vederlo al lavoro il prima possibile" sostiene Wade.
La "creatura" nata da questa combinazione, chiamata Gemini, è composta da due strutture identiche. Ognuna di esse è composta da due costruttori ed un distruttore, quest'ultimo con un ruolo fondamentale: consente infatti il ri-assemblaggio delle cellule in modo tale che, dopo 24 milioni di generazioni, è in grado di generare una nuova forma di vita, identica al genitore, ma spostata verso sinistra sulla griglia.
Se la cosa non pare così interessante, mettiamola in soldoni e cerchiamo di spiegare la sua utilità per il mondo reale.
"C'è fascino nella complessità che si può generare da queste incredibilmente semplici regole" spiega Susan Stepney, della University of York, che ha eseguito Gemini all'interno di The Game of Life per conto di New Scientist. "Questo può essere ricollegato alla biologia, unendo semplici atomi per formare la vita".
Anche se l'organismo sintetico si comporta in maniera diversa da quanto sia in grado di fare un'unità biologica, è ugualmente interessante perchè "mostra come ci siano molteplici modi per risolvere lo stesso problema. E' un traguardo tecnico davvero impressionante" spiega Wade.
L'importanza della scoperta di Wade è tale che potrebbe portare alla costruzione di computer costituiti da semplici molecole, a partire da piccoli "mattoni" come le cellule di Life. "Questa scoperta" spiega Stephen Wolfram, noto per aver utilizzato gli automi cellulari come alternativa alle equazioni matematiche "ci aiuta a capire la costruzione di elementi complessi a partire da basi 'stupide'".


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