Darwinismo Artificial - Evolução Artificial: Arte e Ciência

Por Agostinho Rosa (ISR/IST)

Antes de Wallace e Darwin a visão sobe a origem da vida na Terra era um grande mistério, mas 150 anos após a publicação de “A Origem das Espécies” por Charles Darwin (de que este ano se comemoram os 200 anos do nascimento) onde formulou a Teoria da Evolução e de muitos outros que aplicaram e desenvolveram as suas ideias, este mistério atenuou-se fortemente. Temos hoje uma maior compreensão do mundo como Ecossistema Global em que estamos inseridos. Apesar da Teoria da Evolução ter conseguido dar explicação à grande variedade e diversidade de formas de vida, ainda existem muitas etapas do processo evolutivo para as quais não temos uma resposta cabal. A “Origem da Vida”, o aparecimento de comportamentos “inteligentes” e as formas de comunicação são alguns exemplos mais óbvios.

A Evolução Artificial (EA) é um ramo que emergiu da computação biológica, tendo como objectivos a compreensão dos princípios da evolução biológica e o desenvolvimento de ferramentas de optimização (ou adaptação). As ferramentas de optimização também denominadas Algoritmos Evolutivos (AE) têm obtido grande sucesso nos chamados problemas difíceis (“hard”) de optimização em que os métodos clássicos não tiveram grandes resultados.

Esta palestra versa as duas vertentes da EA através de exemplos do foro científico e artístico:

O Polyworld|Gaia é uma simulação duma pequena etapa do caminho da evolução onde o objectivo principal é a tentativa de estudar as condições que possam resultar na “emergência” ou surgimento de comportamentos específicos ou “inteligentes” em criaturas artificiais muito simples.

O LAIS-SIA é um simulador do Sistema Imunitario Artificial baseado em Agentes cujo objectivo é uma tentativa de simulação do sistema imunitario humano in silico com o maior realismo possivel. O sistema imunitario é um sistema relativamente complexo, onde intervêm muitos “actores e mediadores” com variadas interacções variantes no tempo. A modelação na perspectiva do agente centra-se nos “actores” modelando as suas propriedades e comportamentos, criando um ambiente virtual onde estes interagem. Um resultado interessante foi obtido com a simulação da Influenza A.

O Aedes Aegypti é um mosquito que transmite o dengue com grandes surtos frequentes no Brasil e Malásia, e que na forma hemorrágica é muitas vezes fatal. O LAIS-Aedes é um simulador de dinâmica populacional do mosquito interagindo entre si e com e uma área populacional virtual formado por fontes de água e pessoas. O objectivo é o estudo da eficácia de diferentes métodos de combate ao mosquito e consequentemente da doença, nomeadamente o método conhecido como “Sterile Insect Technique” (SIT).

Pherografia é um termo proposto por Carlos Fernandes designando uma forma artística que consiste na visualização dos rastros de feromona deixados por uma colónia de formigas artificiais sobre um habitat 2.5 D, i.e. um espaço bidimensional cujos elementos têm valores associados.

Pangea é um projecto de composição musical usando melodias geradas por Algoritmos Genéticos (uma variante dos AE) onde as melodias a várias vozes e estilos são optimizadas/adaptadas segundo uma teoria musical.

Algumas Referências: (http://www.laseeb.org/publications)

Nuno Fachada, V. V. Lopes, and Agostinho C. Rosa. Simulating antigenic drift and shift in influenza A. ACM SAC 2009 – SIM Track - Advances in Computer Simulations, March 2009.

Carlos M Fernandes. A Camera Obscura for Ants. SIGEVOlution, Vol 3. (2) pp.9-16, 2008.

Antonio Grilo, Artur Caetano, Agostinho Rosa. Immune System Simulation through a Complex Adaptive System Model. Em Springer Engineering SeriesSoft Computing in Industrial Applications - Recent Advances, Eds. R. Roy, M. Koppen, S. Ovaska, T. Furuhashi, F. Homann Springer Engineering Series, 681-704, 2002.

M. Marques, V. Oliveira, S. Vieira, A.C. Rosa. “Music Composition using Genetic Evolutionary Algorithms”. Proceedings of the IEEE Conference on Evolutionary Computation 2000, CEC’00, Vol. 1, pp. 714-719, San Diego, USA.

E. Soares, C. Costa, A. Bento, J. Costa, A. Rosa. “Artificial Life Model for Olive Fly – (Gmelin)”. IEEE - Systems Science and Systems Engineering, Jifa Gu (Edt), ICSSSE’98, pp. 185-190, Beijing, China 1998.

N. Gracias, H. Pereira, J. Allen Lima, A. Rosa. “Gaia: An artificial life environment for ecological systems simulation”. Em Artificial Life V, ed. C Langton & K Shimohara, pp 124-131, MIT Press, 1996.


agostinhorosa

Professor Agostinho Rosa proferindo a sua conferência.

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