自己組織化と人工生命

Mon, 07 Mar 2022 00:00:00 +0000

この記事は主にCarlos Gershensonらによる2018年のレビュー論文《Self-Organization and Artificial Life》に基づいた、自己組織化という概念についての自分のノートのようなものだ。人工生命は計算シミュレーション(soft)、ロボット工学(hard)、生化学(wet)の三つの領域で研究されており、自己組織化はそのすべてを貫く隠れた共通項である。

最近、あるギルソンソン（Carlos Gershenson）という研究者が、何人かの同僚（私もその一人だ）に複雑系に関する質問票を配り、《複雑性：5つの質問》（Complexity: 5 Questions）という本に回答を掲載する予定だという。質問は以下の通り：

なぜ複雑系を研究するのか？

複雑性をどう定義するか？

複雑性のなかで好きな側面・概念は？

複雑性のなかで最も問題だと思う側面・概念は？

複雑性の未来をどう見ているか？

《複雑系》より、メラニー・ミッチェル

いやあ、この質問リストを見るとちょっと気が引ける。複雑系を研究している人間は、多かれ少なかれ「宇宙の究極の問い」に答えようとしている気分なのだ——答えられるかどうかはさておき。

自己組織化（self-organization）とは何か

Ashby (1947) は自己組織化という言葉で、なかなか興味深い現象を記述した。システムに中央司令塔は存在せず、個々の要素が局所的な相互作用をするだけで、全体として何らかのパターンが生まれてしまう、というものである。

もっと平たく言えば、上空から眺めたとき、システムを構成する部品たちが自ずとある種の「秩序」を作り出している——その秩序は誰かがわざわざ設計したものではなく、部品たちの集団的な振る舞いから「創発」してくるのだ。

自然界にはこうした例がいくらでも転がっている：

鳥の群れ、魚の群れ（Flocking, Shoaling, Swarming）
形態形成（Morphogenesis）
パターン形成（Pattern formation）

A formal definition of the term runs into difficulties in agreeing on what is a system, what is organization, and what is self (Gershenson and Heylighen, 2003), none of which are perfectly straightforward.

訳せばこうだ。自己組織化という概念を定義するのは、とにかく面倒くさい——「システム」とは何か？「組織」とは何か？「自己」とは何か？どの単語をとっても議論百出である。

Ashby coined the term "self-organizing system" to show that a machine could be strictly deterministic and yet exhibit a self-induced change of organization (Ashby, 1947).

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自己組織化（self-organization）とは何か