stringtranslate.com

Авида (программное обеспечение)

Avida — это программная платформа искусственной жизни для изучения эволюционной биологии самовоспроизводящихся и развивающихся компьютерных программ ( цифровых организмов ). Avida находится в стадии активной разработки в Лаборатории цифровой эволюции Чарльза Офриа в Университете штата Мичиган ; Первая версия Avida была разработана в 1993 году Офрией, Крисом Адами и К. Титусом Брауном из Калифорнийского технологического института и с тех пор неоднократно подвергалась полной реорганизации. Программное обеспечение изначально было вдохновлено системой Tierra .

Принципы дизайна

Тьерра смоделировала эволюционную систему, представив компьютерные программы, которые конкурировали за компьютерные ресурсы, в частности за время процессора (ЦП) и доступ к основной памяти. В этом отношении она была похожа на Core Wars , но отличалась тем, что программы, запускаемые в симуляции, могли модифицироваться и тем самым развиваться. Программы Тьерры представляли собой искусственные жизненные организмы. [ нужна цитата ]

В отличие от Tierra, Avida выделяет 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, которого нет в их собственном пространстве памяти.

Второе важное отличие заключается в том, что виртуальные процессоры разных организмов могут работать с разной скоростью, например, один организм выполняет в два раза больше инструкций за тот же интервал времени, чем другой организм. Скорость, с которой работает виртуальный процессор, определяется рядом факторов, но, что наиболее важно, задачами , которые выполняет организм: логическими вычислениями, которые организмы могут выполнять, чтобы получить дополнительную скорость процессора в качестве бонуса.

Использование в исследованиях

Адами и Офриа 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 года «Эволюционное происхождение сложных функций» описывается эволюция операции математического равенства из более простых побитовых операций. [2]

Использование в образовании

Проект Avida-ED (Avida-ED) использует программную платформу Avida в упрощенном графическом пользовательском интерфейсе, подходящем для использования в преподавании эволюционного образования на уровне средней школы и бакалавриата колледжа, и предоставляет бесплатное программное обеспечение, документацию, учебные пособия, планы уроков, и другие материалы курса. [4] [5] Программное обеспечение Avida-ED работает как веб-приложение в браузере, пользовательский интерфейс которого реализован на JavaScript, а Avida скомпилирована в JavaScript с помощью Emscripten, что делает программное обеспечение широко совместимым с устройствами, обычно используемыми в классах. [6] Этот подход оказался эффективным в улучшении понимания студентами эволюции. [7] [8] [9] Проект Avida-ED стал лауреатом премии Международного общества образования и распространения искусственной жизни в 2017 году. [10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Загрузка платформы Avida Digital Life" . sourceforge.net . 6 февраля 2014 года . Проверено 27 марта 2021 г.
  2. ^ Ленски, RE ; Офрия, К. ; Пеннок, RT ; Адами, К. (2003). «Эволюционное происхождение сложных особенностей» (PDF) . Природа . 423 (6936): 139–144. Бибкод : 2003Natur.423..139L. дои : 10.1038/nature01568. PMID  12736677. S2CID  4401833. Архивировано из оригинала (PDF) 21 января 2021 г. Проверено 30 января 2012 г.
  3. ^ «Пользовательский интерфейс Avida-ED» . github.com . Проверено 11 октября 2021 г.
  4. ^ Смит, Джеймс Дж.; Джонсон, Венди Р.; Ларк, Эми М.; Мид, Луиза С.; Уайзер, Майкл Дж.; Пеннок, Роберт Т. (2016). «Учебная программа цифровой эволюции Avida-ED для студентов-биологов». Эволюция: образование и информационно-пропагандистская деятельность . 9 (1). дои : 10.1186/s12052-016-0060-0 . ISSN  1936-6426.
  5. ^ Анонимно (5 февраля 2018 г.). «Онлайн-инструмент ускоряет эволюционное образование». ScienceDaily . Проверено 3 июля 2021 г.
  6. ^ Тейлор, Тим; Ауэрбах, Джошуа Э.; Бонгард, Джош; Клюн, Джефф; Хикинботэм, Саймон; Офрия, Чарльз; Ока, Мизуки; Ризи, Себастьян; Стэнли, Кеннет О.; Йосински, Джейсон (2016). «WebAL достигает совершеннолетия: обзор первого 21 года искусственной жизни в сети» (PDF) . Искусственная жизнь . 22 (3): 364–407. дои : 10.1162/ARTL_a_00211. hdl : 2241/00154082 . ISSN  1064-5462. PMID  27472416. S2CID  12092129.
  7. ^ Пеннок, Роберт Т.; Смит, Джеймс Дж.; Мид, Луиза С.; Ричмонд, Гейл; Ларк, Эми (2018). «Изучение связи между опытом цифровой эволюции и научным пониманием и принятием эволюции студентами». Американский учитель биологии . 80 (2): 74–86. дои : 10.1525/около 2018.80.2.74. ISSN  0002-7685. S2CID  52260399.
  8. ^ Аби Абдалла, Делберт С.; Фоннер, Кристофер В.; Лакс, Нил К.; Бабеджи, Мэтью Р.; Пале, Фатимата А. (2020). «Оценка использования цифровых организмов Avida-ED для обучения эволюции и естественному отбору». Американский учитель биологии . 82 (2): 114–119. дои : 10.1525/ок.2020.82.2.114 . ISSN  0002-7685.
  9. ^ Пеннок, Роберт Т.; Ричмонд, Гейл; Ларк, Эми (2014). «Моделирование эволюции в классе». Американский учитель биологии . 76 (7): 450–454. дои : 10.1525/около 2014.76.7.6. ISSN  0002-7685. S2CID  83720929.
  10. ↑ Тейлор, Тим (16 сентября 2017 г.). «Награды ISAL 2017: Победители — Искусственная жизнь». Искусственная жизнь . Проверено 3 июля 2021 г.

Внешние ссылки

Научные публикации с участием Avida