Prírodou inšpirované algoritmy

Dimenzie vývoja

Podkapitoly:

Účel bunky
Zameranie
Heterochronológia
Kanálnosť
Komplexifikácia
Implementácie jednotlivých dimenzií UE

Dimenzie uvedené v tejto časti sú nielen konceptuálne použiteľné pre pochopenie vývinu, ale taktiež poskytujú vnútorný pohľad na dizajn UE systémov. Tieto dimenzie sa používajú na formovanie taxonómie systémov UE.

Niektoré aspekty vývinu môžu byť implementované na počítačoch ako abstrakcie biologického vývinu, ktoré by neboli možné v prírode. Používanie týchto abstrakcií môže podstatne zlepšiť efektivitu.

Správne identifikovanie dimenzií vývoja môže pomôcť vo výbere správnej kombinácie vývinových mechanizmov na vytvorenie výpočtovo efektívnej metodológie UE, teda takej, ktorá môže produkovať fenotypy veľmi vysokej komplexnosti. V súčasnosti sa výskum UE sústreďuje na týchto päť dimenzií vývinu:

• Účel bunky - je to výsledná úloha, ktorú bude bunka hrať počas vývinu. Napríklad bunka sa môže stať neurónom alebo svalovou bunkou. V prírode existuje niekoľko spôsobov ako sú determinované účely buniek. Keďže bunky v UE systémoch musia mať konečnú úlohu vo konečnom fenotype, je dôležité zohľadniť prostriedky, ktorými budú ich roly determinované.
• Zameranie – je to spôsob, akým si môžu bunky vyvinúť spojenia do cieľových oblastí. Ide o veľmi dôležitú dimenziu vývinu. Konektivita prispieva k celkovej funkčnosti zložitého systému, najmä neurónových sietí. Systémy UE môžu ťažiť z analýzy spôsobov, akým sa vyvíjajú spojenia v prírode.
• Heterochrónia (Heterochronológia – nejednoliatosť časových udalostí) – je načasovanie a usporiadanie udalostí v embryogenéze. Rodokmeň organizmov sa môže meniť v jednotlivých generáciách. Takéto zmeny v prírode môžu ústiť v rôznych konečných výsledkoch, ktoré niekedy vedú k dôležitým inováciám. Výskumníci v oblasti UE môžu zvažovať, či ich kódovania podporujú takúto flexibilitu.
• Kanálnosť (regulácia toku) – jedná sa o to či biologické genómy sú tolerantné voči mutáciám. Viacero mechanizmov dovoľuje vývin komponentov na prispôsobenie sa zmenám, spôsobeným mutáciami v prepojených komponentoch. Tieto mechanizmy môžu byť využité v systémoch UE.
• Komplexifikácia - počas dráhy biologickej evolúcie sú občas pridané nové gény do genómu, čím sa zvyšuje komplexnosť fenotypu. Komplexifikácia viedla k veľkým inováciám v organizácii plánu tela. Implementovaním mechanizmu práce s premenlivou dĺžkou genómov sa komlexifikácia zvyšuje.