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Avida (software)

Avida es una plataforma de software de vida artificial para estudiar la biología evolutiva de programas informáticos autorreplicantes y en evolución ( organismos digitales ). Avida se encuentra en desarrollo activo en el Laboratorio de Evolución Digital de Charles Ofria en la Universidad Estatal de Michigan ; la primera versión de Avida fue diseñada en 1993 por Ofria, Chris Adami y C. Titus Brown en Caltech , y Ofria la ha rediseñado por completo en múltiples ocasiones desde entonces. El software se inspiró originalmente en el sistema Tierra .

Principios de diseño

Tierra simuló un sistema evolutivo introduciendo programas informáticos que competían por los recursos informáticos, específicamente el tiempo del procesador (CPU) y el acceso a la memoria principal. En este sentido, era similar a Core Wars , pero se diferenciaba en que los programas que se ejecutaban en la simulación podían modificarse a sí mismos y, por lo tanto, evolucionar. Los programas de Tierra eran organismos vivos artificiales. [ cita requerida ]

A diferencia de Tierra, Avida asigna a cada organismo digital su propia región protegida de memoria y la ejecuta con una CPU virtual separada . Por defecto, otros organismos digitales no pueden acceder a este espacio de memoria, ni para leer ni para escribir, y no pueden ejecutar código que no esté en su propio espacio de memoria.

Una segunda diferencia importante es que las CPU virtuales de diferentes organismos pueden funcionar a distintas velocidades, de modo que un organismo ejecuta, por ejemplo, el doble de instrucciones en el mismo intervalo de tiempo que otro organismo. La velocidad a la que funciona una CPU virtual está determinada por una serie de factores, pero lo más importante es que dependen de las tareas que realiza el organismo: cálculos lógicos que los organismos pueden llevar a cabo para obtener una velocidad de CPU adicional como beneficio adicional.

Uso en investigación

Adami y Ofria, en colaboración con otros, han utilizado Avida para realizar investigaciones sobre evolución digital, y las revistas científicas Nature y Science han publicado cuatro de sus artículos.

El artículo de 2003 "El origen evolutivo de las características complejas" describe la evolución de una operación matemática de igualdad a partir de operaciones bit a bit más simples. [2]

Uso en educación

El proyecto Avida-ED (Avida-ED) utiliza la plataforma de software Avida dentro de una interfaz gráfica de usuario simplificada adecuada para su uso en la enseñanza de la evolución en la escuela secundaria y en la universidad, y proporciona software, documentación, tutoriales, planes de lecciones y otros materiales del curso disponibles de forma gratuita. [4] [5] El software Avida-ED se ejecuta como una aplicación web en el navegador, con la interfaz de usuario implementada en JavaScript y Avida compilada en JavaScript utilizando Emscripten, lo que hace que el software sea ampliamente compatible con los dispositivos que se utilizan comúnmente en las aulas. [6] Se ha demostrado que este enfoque es eficaz para mejorar la comprensión de la evolución por parte de los estudiantes. [7] [8] [9] El proyecto Avida-ED fue el ganador del Premio de la Sociedad Internacional para la Educación y la Difusión de la Vida Artificial de 2017. [10]

Véase también

Referencias

  1. ^ "Descargar la plataforma Avida Digital Life". sourceforge.net . 6 de febrero de 2014 . Consultado el 27 de marzo de 2021 .
  2. ^ Lenski, RE ; Ofria, C. ; Pennock, RT ; Adami, C. (2003). "El origen evolutivo de las características complejas" (PDF) . Nature . 423 (6936): 139–144. Bibcode :2003Natur.423..139L. doi :10.1038/nature01568. PMID  12736677. S2CID  4401833. Archivado desde el original (PDF) el 2021-01-21 . Consultado el 2012-01-30 .
  3. ^ "Interfaz de usuario de Avida-ED". github.com . Consultado el 11 de octubre de 2021 .
  4. ^ Smith, James J.; Johnson, Wendy R.; Lark, Amy M.; Mead, Louise S.; Wiser, Michael J.; Pennock, Robert T. (2016). "Un plan de estudios de evolución digital Avida-ED para biología de pregrado". Evolución: educación y divulgación . 9 (1). doi : 10.1186/s12052-016-0060-0 . ISSN  1936-6426.
  5. ^ Anónimo (5 de febrero de 2018). «Una herramienta en línea acelera la educación sobre la evolución». ScienceDaily . Consultado el 3 de julio de 2021 .
  6. ^ Taylor, Tim; Auerbach, Joshua E.; Bongard, Josh; Clune, Jeff; Hickinbotham, Simon; Ofria, Charles; Oka, Mizuki; Risi, Sebastian; Stanley, Kenneth O.; Yosinski, Jason (2016). "WebAL llega a la mayoría de edad: una revisión de los primeros 21 años de vida artificial en la Web" (PDF) . Vida artificial . 22 (3): 364–407. doi :10.1162/ARTL_a_00211. hdl : 2241/00154082 . ISSN  1064-5462. PMID  27472416. S2CID  12092129.
  7. ^ Pennock, Robert T.; Smith, James J.; Mead, Louise S.; Richmond, Gail; Lark, Amy (2018). "Explorando la relación entre las experiencias con la evolución digital y la comprensión científica y la aceptación de la evolución por parte de los estudiantes". The American Biology Teacher . 80 (2): 74–86. doi :10.1525/abt.2018.80.2.74. ISSN  0002-7685. S2CID  52260399.
  8. ^ Abi Abdallah, Delbert S.; Fonner, Christopher W.; Lax, Neil C.; Babeji, Matthew R.; Palé, Fatimata A. (2020). "Evaluación del uso de organismos digitales Avida-ED para enseñar evolución y selección natural". The American Biology Teacher . 82 (2): 114–119. doi : 10.1525/abt.2020.82.2.114 . ISSN  0002-7685.
  9. ^ Pennock, Robert T.; Richmond, Gail; Lark, Amy (2014). "Modelado de la evolución en el aula". The American Biology Teacher . 76 (7): 450–454. doi :10.1525/abt.2014.76.7.6. ISSN  0002-7685. S2CID  83720929.
  10. ^ Taylor, Tim (16 de septiembre de 2017). «Premios ISAL 2017: Ganadores - Vida artificial». Vida artificial . Consultado el 3 de julio de 2021 .

Enlaces externos

Publicaciones científicas que presentan a Avida