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Fundamentos de los Algoritmos Evolutivos, Nombre: Núñez Nuño Roberto,…
Fundamentos de los Algoritmos Evolutivos
Inicios
George Louis Leclerc fue tal vez el
primero
en especular que las especies se originaron entre sí.
Leclerc mencionaba un posible ancestro común entre los simios y el hombre.
No describió un mecanismo, sino que especuló que era el ambiente el que influía directamente en los algoritmos.
Lamarckismo
El zoólogo francés Jean Baptiste Pierre Antoine de Monet comienza a publicar detalles de su propia teoría evolutiva.
Enfatizó la importancia de la naturaleza en los cambios de las especies.
Explica un mecanismo responsable de los cambios en las especies, al cual se le conoce como
Lamarckismo
.
La teoría menciona que las especies sufren cambios adaptativos debido a la influencia del ambiente a lo largo de periodos de tiempo considerables.
Actualmente se utiliza para referirse a que las características adquiridas por un individuo son hereditarias.
Teoría del Germoplasma
Teoría formulada en el siglo XIX por el científico alemán August Weismann.
Consistía en que el cuerpo se divide en células germinales (o germoplasma) que pueden transmitir información hereditaria.
Para Weismann, la
selección natural
era el único mecanismo que podía cambiar el germoplasma y que el ambiente junto a este elemento podían influenciar al somatoplasma (conocido actualmente como fenotipo).
La teoría afirma que las modificaciones producidas en las células somáticas (o somatoplasma) de los organismos padres no son heredados a sus hijos.
Rusell y Darwin
A mediados de los
1850
el naturalista Alfred
Rusell
Wallace se intereso en el origen de las especies.
En
1858
intuyó la teoría de la selección natural sin saber que Darwin se le había adelantado.
Tras percatarse Darwin del trabajo de Wallace, público en
1859
su libro titulado
El origen de las especies
.
En el libro de Darwin se propone que las especies evolucionan a través de un proceso de
selección natural
en el que las características más adaptable tienen una mayor probabilidad de sobrevivir y reproducirse.
Sus teorías fueron fundamentales para la creación de los algoritmos evolutivos.
Las leyes de herencia de Mendel
Se tratan de unas leyes formuladas por el monje austriaco Gregor Mendel en el año
1865
.
Estas leyes describen cómo se transmite los rasgos hereditarios la genética de una generación a otra en los organismos vivos.
Las leyes se basan en tres principios clave:
Independencia
Explica cómo se heredan simultáneamente múltiples rasgos genéticos independientes. Sin afectar el patrón de herencia de otro.
Los miembros de parejas alélicas diferentes se segregan o combinan independientemente unos de otros cuando se forman los gametos.
Segregación
Cada individuo tiene dos copias (alelos) de cada gen, uno heredado de cada progenitor.
Durante la reproducción sexual, los alelos se segregan de manera independiente, de modo que cada gameto lleva solo una copia de cada gen.
Terminado el proceso, los alelos de los progenitores se combinan aleatoriamente para determinar la genética del gameto hijo.
Uniformidad
Establece que, si se cruzan dos razas puras que difieren en un determinado carácter, la descendencia siempre será uniforme.
Los descendientes de la primera generación serán todos iguales entre sí e iguales a uno de sus progenitores.
Teoría de la Mutación
El botánico danés Hugo de Vries desarrollo en el año
1900
la teoría relacionada con la mutación.
Su teoría se centra en que la evolución podría ocurrir a través de mutaciones abruptas y aleatorias, en lugar de cambios graduales.
Fue rechazado por muchos naturalistas contemporáneos por "reemplazar" la selección natural como el proceso principal en la evolución.
Posicionó la teoría de las
mutaciones espontáneas
en un punto clave, contribuyendo a la genética moderna y expandiendo con ella la teoría Darwiniana de la evolución.
Neo-Darwinismo
Marco teórico propuesta por la teoría
evolutiva
de Darwin, el
seleccionismo
de Weismann y la
genética
de Mendel.
Establece que la historia de la humanidad evoluciona a través de 4 principios:
reproducción
,
mutación
,
competencia
y
selección natural
.
Esta síntesis moderna ha sido fundamental para la biología evolutiva y ha permitido una comprensión más profunda y precisa de los mecanismos de la evolución.
Comenzó a desarrollarse en
1930
y se consolido en las décadas de los 40 y 50.
Trabajos de Fraser
El biólogo Alexander S. Fraser público una serie de trabajos sobre la evolución de sistemas biológicos en una computadora digital a finales de los 50 y principios de 1960.
Dichos trabajos fueron la inspiración para lo que se convertiría más tarde en el
algoritmo genético
.
Anticipo las propuestas de Holland y los miembros de Schewel sobre algoritmos genéticos y la estrategia evolutiva.
Evolución de programas de Friedberg
R. M. Friedberg es considerado uno de los primeros investigadores en intentar evolucionar los programas de computadora.
Su trabajo consistió en generar un conjunto de instrucciones en lenguaje máquina para realizar ciertas operaciones básicas sencillas.
Vida artificial
Nils Aall Barricelli desarrolló entre
1953
y
1956
lo que podrían considerarse como las primeras simulaciones de un sistema evolutivo.
Sus experimentos fueron creciendo bajo una disciplina popularizada en los 80 bajo el nombre de
vida artificial
.
Optimización evolutiva de Bremermann
Hans Bremermann fue el primero en considerar a la evolución como un proceso de optimización.
Bremermann utilizó la técnica evolutiva para problemas de optimización con restricciones lineales.
Su idea consistió en usar un individuo factible el cual era modificado a través de la mutación hacia un conjunto de direcciones posibles de movimiento.
Programación evolutiva
Lawrence J. Fogel concibió el uso de la evolución simulada en la solución de problemas (sobre todo en la predicción) en
1965
. Su técnica se denominó cómo
programación evolutiva
.
Se trata de enfoque que se centra en la evolución de programas
informáticos en entornos cambiantes.
Estrategias evolutivas
Sus autores fueron Peter Bienert, Ingo Rechenberg y Hans-Paul Schwefel en
1964
.
Consiste en un método de ajustes discretos aleatorios inspirado en el mecanismo de mutación que ocurre en la naturaleza.
Algoritmos genéticos
John H. Holland se interesó en los 60 en estudiar los procesos involucrados en la adaptación y planes reproductivos.
Intento hacer que las computadoras aprendieran imitando el proceso de la evolución.
Estos algoritmos son una herramienta basada en el proceso de selección natural para obtener soluciones a problemas de optimización y búsqueda.
Programación genética
Variante del algoritmo genético representado por estructuras de datos ramificados llamados árboles.
Fue propuesta primeramente por Nichael Lynn Cramer y después por John R. Koza, este último automatizando su trabajo.
Fue implementada originalmente usando expresiones-S en LISP, aunque actualmente es utilizado en otros lenguajes de programación.
Dinámica evolutiva
Thomas S. Ray desarrolló a principios de
1990
un simulador muy original en el que evolucionaban programas en lenguaje ensamblador.
Este simulador, denominado
Tierra
, se partía de un programa único con la capacidad de auto-replicarse, llamado
ancestro
.
Con base a este programa, se generaban
criaturas
nuevas las cuales se podían subdividir para dar origen a unas nuevas. De esta forma es como se manejaba el simulador.
Tierra es un claro ejemplo de simular un ecosistema, cuyo objetivo se centra en observar los comportamientos que emergen la dinámica evolutiva del mismo.
Nombre:
Núñez Nuño Roberto
Código:
217483803