Artificial Life

Als Künstliches Leben (KL, oder auch engl. AL=Artificial life) bezeichnet man durch den Menschen planmäßig geschaffene Lebewesen auf meist nicht-nass-biologischer Grundlage. Diese künstlichen Lebewesen weisen zum Teil Eigenschaften von bekannten nass-biologischen Lebewesen auf, sind aber meist sehr viel einfacher gebaut als diese.

Geschichte

Die Idee künstlicher Lebewesen ist alt und ein Topos von Mythen und Legenden, Märchen und Sagen und Werken zwischen Kolportage- und Weltliteratur sowie der Filmkunst. Sie werden also seit tausenden von Jahren von Menschen erdacht; seit ein paar hundert Jahren werden sie aber auch tatsächlich erfunden. Sie wirken lebensecht und haben oft Formen der Autonomie und der Intelligenz.

Die griechische Mythologie ist voll von künstlichen Kreaturen, die Menschen oder Übermenschen zur Seite gestanden haben. Neben den Schöpfungen der Götter spielen die Kreationen von Künstlern und Genies eine zentrale Rolle. Beispiele aus der Antike sind die Geschöpfe des Hephaistos, die Kreaturen des Daidalos und die Statue des Pygmalion.

In den Legenden und Sagen des Mittelalters tauchen zahlreiche angeblich lebendige und vielseitig talentierte künstliche Wesen auf. So gibt es zum Beispiel sprechende Köpfe, teilweise mit der Fähigkeit der Weissagung. Goethe spiegelt diese Ideen in der Figur des Homunculus in "Faust II".

Im 17. und vor allem im 18. Jahrhundert, mit dem Durchbruch verschiedener technischer Neuerungen, vermehren sich schlagartig die Maschinenmenschen und Menschmaschinen, deren Ahnen bereits in der Antike zu bewundern gewesen waren. In Renaissance und Barock wurden verschiedene Automaten entwickelt, die teils komplizierte Aktionen ausführen konnten. Der Genfer Jacques de Vaucanson präsentierte 1738 einen künstlichen Flötenspieler, und im gleichen Jahr stellte Jacques de Vaucanson die mechanische Ente vor, die watscheln, fressen und verdauen konnte. Ingenieur Wolfgang von Kempelen entwickelte schließlich den schachspielenden Türken (der sich allerdings später als Schwindel herausstellte).

Heute sind uns die künstlichen Kreaturen in Form von Robotern und Software-Agenten selbstverständlich geworden. Ihre Einordnung in die Ideengeschichte des künstlichen Lebens ist eine plausible, aber keineswegs selbstverständliche Sicht. In der literatur- und kulturwissenschaftlichen Rezeption sowie im technisch-naturwissenschaftlichen Diskurs werden Roboter oft in dieser Linie gesehen, virtuelle Figuren dagegen meist ausgeblendet. Die Virtualität hat offenbar den Makel der Immaterialität. Und doch ist vielleicht gerade sie geeignet (letztlich wegen ihrer Unabhängigkeit von Zeit und Raum), nicht nur denkfähige, sondern auch in ihrem Äußeren und Verhalten überzeugend lebensechte Kreaturen zu schaffen.

Allgemeines

Künstliches Leben (KL) zielt darauf ab, Systeme oder Prozesse im Computer oder anderen meist nicht-biologischen Medien zu realisieren, die Eigenschaften und Fähigkeiten des Lebens aufweisen. Dabei können einige Eigenschaften von Lebewesen künstlich realisiert werden:

• Die Reproduktion (oder auch Vermehrung) kann durch Duplizierung der Datenstrukturen in Abhängigkeit von definierbaren Bedingungen erfolgen. Ebenso erfolgt der Tod eines Individuums durch Löschung der Datenstruktur in Abhängigkeit von definierbaren Bedingungen. Auch eine (sexuelle) Vermehrung mit Kombination der Eigenschaften der Datenstrukturen zweier Individuen ist möglich.
• Evolution kann realisiert werden durch Mutation bei der Vermehrung und Selektion bei Vermehrung und Tod. Durch die Definition von Bedingungen für diese Ereignisse entsteht ein Selektionsdruck.
• Ein Informationsaustausch zwischen den simulierten Lebewesen und ihrer simulierten Umwelt und auch untereinander ermöglicht sogar die Ausbildung von sozialen Strukturen.
• Entscheidungsfreiheit für simulierte Lebewesen kann durch Ausstattung mit künstlichen Gehirnen realisiert werden. Dazu können künstliche neuronale Netze oder andere Strukturen der Künstlichen Intelligenz (KI) eingesetzt werden.

In der Wissenschaft wird das Künstliche Leben genutzt, um bestimmte Aspekte des biologischen Lebens näher zu untersuchen. Dabei gestattet der Computer eine beliebige Modellierung der Lebensstrukturen und der Umwelt. Ein wissenschaftlich eingesetztes Programm zu Evolution künstlichen Lebens ist Avida der Michigan State University.

Kommerziell werden Formen des Künstlichen Lebens zunehmend in Computerspielen eingesetzt, z. B. im Computerspiel Creatures, bei dem primitive, lernfähige künstliche Lebewesen mit Stoffwechsel und Genom erzeugt wurden. Auch das Tamagotchi ist hier zu erwähnen.

Eine der berühmtesten sehr einfachen Simulationen ist Game of Life von John Horton Conway.

Als eine weitere, sehr verbreitete Form von künstlichem Leben können Computerwürmer und Computerviren bezeichnet werden. Sowohl Reproduktion als auch Evolution (die zwei Bedingungen für künstliches Leben) existieren in dieser Art von Computerprogrammen. Auch sind in Computerviren bereits primitive Wege zum Informationsaustausch entwickelt worden. Entscheidungsfreiheit ist jedoch noch in keinem dieser selbstverbreitenden Codes entdeckt worden.

Spezielle Methoden

Agentensimulationen

Diese Simulationen bestehen aus einer Population von Individuen, die miteinander und mit ihrer Umgebung interagieren.

Zellulare Automaten

In dieser Simulations Art entstehen in einem Zellularen Automaten Strukturen, die den Eigenschaften des künstlichen Lebens entsprechen.

Genetische Algorithmen

Genetische Algorithmen sind (Computer-)Programmabläufe, die mathematische Probleme optimieren. Bei diesem Verfahren werden einzelne Parameter der Lösung (z. B. Koordinaten) mutiert, rekombiniert und anschließend selektiert.

Siehe auch

Künstliche Intelligenz (KI), Lebewesen, Artificial Animal, Multi-Agenten-Simulation

Literatur

• Christoph Adami, Introduction to Artificial Life with CD-ROM. TELOS, The Electronic Library of Science. 1998. XVIII, 374 p. Gebunden. 858gr. ISBN 0-387-94646-2, KNO-NR: 07 34 28 52 (Springer, Berlin)
• Oliver Bendel, Künstliche Kreaturen, 2008, ISBN 978-3-86660-051-5, ERATA, Leipzig
• Steven Levy, KL - Künstliches Leben aus dem Computer, 1993, ISBN 3-426-26477-3, Droemer Knaur

Film

• Welt am Draht

Weblinks

• Eine Version von Life: http://psoup.math.wisc.edu/Life32.html
• http://www.uni-koblenz.de/~hellweg/conway.html
• http://www.mindspring.com/~alanh/life
• http://www.sts.tu-harburg.de/people/ax.wienberg/life/index.html
• http://www.bitstorm.org/gameoflife
• http://www.frams.alife.pl/
• Genetische Wesen spielen "Game of Life"