フランシス・クリック研究所所長のポールナース氏(1949年~)は、細胞周期(一つの細胞が二つの娘細胞を生み出す一連の事象、および周期)に欠損をもつ変異株の分離に成功し、特殊の遺伝子が細胞周期の主要な制御因子であることを発見し、ノーベル賞を受賞しました。
1.「進化するもの」 2.「境界をもつ物理的存在」 3.「化学的、物理的、情報的な機械」 また、「ラングトンの蟻」で紹介したクリストファー・ラングトン氏(1949年~)は、人工生命を提唱した学者です。 「人工生命=Artificial Life=略称:ALife」といえば、近年「AI」と並び注目されている概念です。 人工生命は「Artificial Life and Robotics」とも言われますが、ロボットなどのような機械的なものだけでは有りません。 「人工生命=Artificial Life」は、細胞レベルでの自立的動きをする「人工生命個体」と言えるもので、最近、注目されています。 生命のパターン 自然界では、生命だけでなく、非生命現象にも色々なパターンが見えます。 これらのパターンは誰かが設計したのではなく、自然に生まれて出現したものです。 ここでは、パターン生成モデルとして「Gray-Scottモデル」と「SCLモデル」とを取り上げます。 ★ まず、代表的なパターン生成モデルとして、「Gray-Scottモデル」があります。 「Gray-Scottモデル」には、「A:反応」と「B:拡散」のロジックがあります。 まず、「反応」です。 「A:反応」は、3つのルールよりコントロールされています。 1.A要素が一定の”feed” rateより追加されている 2.2つのB要素が、1つのA要素をB要素に転換できる(実質の化学反応) 3.B要素が一定の”kill” rateより減少されている
次に、「B:拡散」です。 両方の化学物質が拡散するため、グリッド全体に不均一な濃度が広がりますが、A は B よりも速く拡散します。 stripe(f, k = 0.022, 0.051) waves(f, k = 0.025, 0.05) bubbles(f, k = 0.012, 0.05) amorphous(f, k = 0.04, 0.06) spots(f, k = 0.035, 0.065) 「人工生命個体」をどのように創るか?生物の細胞を例に考えてみます。 細胞は膜に囲まれています。膜は細胞を外と隔離させますが、透過性を持つ組織のため、栄養など、ほかの物質の流出と流入ができます。 そのような機能を備えた膜があったこそ、細胞は個体として初めて成り立ち、生命になることが可能となります。 もし「ある細胞」が周囲の環境から完全に独立すると、安定の唯一状態になり、ポールナースの生命の定義1.「進化するもの」に該当せず、生命になれません。 もし「ある細胞」に膜がないと、その構造がどんどん変わっていくことになり、個体というコンセプトが存在しなくなります。 ポールナースの生命の定義2.「境界をもつ物理的存在」=細胞膜に相当するものと思います。 「Gray-Scottモデル」で色々なパターンを生成しましたが、パターンの模様が安定なので、パターンだけでは生命とは言えず、環境の変化に適応できる、ある程度の不安性が持つシステムでないと、個体の創発ができず、生命になれません。 そこで、これらの点を踏まえた『個体創発』の代表的なモデルにSCL(Substrate Catalyst Link)モデルがあります。 SCLモデルには文字通り、以下3つの種類の分子が存在します。 S:Substrate(基質分子) C:Catalyst(触媒分子) L:Link(膜分子) また、膜分子のなかで、ほかの分子が存在することも可能です。 さらに、Gray-Scottのように、要素間の反応作用が適用されます。 但し、SCLモデルは6つの反応があります。 1.膜分子の生成:S + S + C→ L + C (基質分子+基質分子+触媒分子 ⇒ 膜分子+触媒分子) 2.膜分子の分解:L → S + S (膜分子 ⇒ 基質分子+基質分子) 3.膜間の結合:L + L → L_L (膜分子+膜分子 ⇒ 膜分子_膜分子) 4.結合膜の崩壊:L_L → L + L (膜分子_膜分子 ⇒ 膜分子+膜分子) 5.膜分子の基質分子吸収:L + S → L(S) (膜分子+基質分子 ⇒ 膜分子<基質分子>) 6.膜分子の基質分子放出:L(S) → L + S (膜分子<基質分子> ⇒ 膜分子+基質分子) 各分子はランダムで移動でき、各反応は異なる条件でそれぞれが一定の確率で発生しています。 例えば、2つの膜分子の結合確率について、以下の膜分子の状態に応じ、確率が変わります。 A.2つの膜分子ともまだリンクされていない B.なかの1つの膜分子たけが既にリンクされていた C.2つの膜分子ともまだリンクされている 1つの触媒分子だけの事例 (赤:Catalyst=触媒分子、緑:Substrate=基質分子、青:Link=膜分子) (赤:Catalyst=触媒分子、緑:Substrate=基質分子、青:Link=膜分子) SCLモデルの示した結論として、「個体の構成プロセスが個体の存在を決める」です。 その一方、ロボットに自主的に行動させるためには、感知用センサーと行動用のモーターが必要で、この間の接続が行動の源となります。 この点こそ、自律的な「ALife」と「AI」とが違う点と言えると思われます。 人工生命=ALife
生成系AIの次は「ALIFE(人工生命)」へ 「生命とは何か」を探る研究の最先端レポート
| |||||||||||||||||