IM120 ARTIFICIAL LIFE ART Východiská a perspektívy umenia umelého života PS 2014, TEORIE INTERAKTIVNÍCH MÉDIÍ Mgr. Martina Ivičič 1. BLOK: OSNOVA 1. Úvod do problematiky 2. Rozdiely medzi biológiou a AL (podstata života ?) 3. Definícia AL podľa Langtona 4. Ukotvenie do kontextu tretej kultúry 5. Prístupy : silný slabý AL 6. Kritériá AL 7. Kritici 8. Oblasti výskumu AL : HW – WW - SW 9. Laboratóriá a prax ORGANIZÁCIA ŽIVOTA NA ZEMI: 4 úrovne : * molekulárnej * celulárnej/bunkovej * na úrovni organizmov * a na úrovni celých populácií ... skúma všeobecná biológia VŠEOBECNÁ BIOLÓGIA biologický výskum všeobecných vlastností živých sústav, napr. tvaru, funkcie, vývoja, fyzikálnych vlastností, dedičnosti ap. Zaoberá sa vývojom organizmov z individuálneho hľadiska (ontologický vývoj) a historického hľadiska (fylogenetický vývoj). Predmetom jej skúmania sú organizmy od najjednoduchších foriem (vírusy), rastliny, živočíchy a človeka. ARTIFICIAL LIFE = biológia, počítačové vedy, matematika, filozofia, sociálne štúdiá, antropológia, etológia, ... ... ČO JE ZÁKLADOM ŽIVOTA? Základ života je ... Duša a pohyb (Aristoteles) telos (gr. τέλος –účel, dôvod) Východiskom je pohyb: „živé je to, ktoré má silu autonómneho pohybu v sebe / z vlastného rozhodnutia“ Život = evolúcia Jacques Monod (Náhoda a Nutnost (2008) In: Markoš, A. (ed.) Náhoda a nutnost. Jacques Monod v zrcadle dnešní doby. Mervart, Praha) Élan vital: Vitalisti: Henri Bergson (Creative Evolution, 1907) Nič.. Svet=stroj (Mechanisti: Descartes, Leibnitz) Elektrina (Frankenstein) Reprodukcia – základ evolučnej teórie (descendenčná teória) DEFINÍCIA ŽIVOTA ? Definície života: fyziologická, metabolická, biochemická, genetická, ekologická alebo termodynamická definícia života (Emeche, 1994). FYZIOLOGICKÁ DEFINÍCIA ŽIVOTA Každý systém, ktorý má funkcie ako príjem potravy, metabolizmus, vylučovanie, dýchanie, pohyb, rast, reprodukciu a reakcie na externé podnety je živý systém. Existujú výnimky: napr. auto, alebo baktéria nedýchajúca kyslík. METABOLICKÁ DEFINÍCIA ŽIVOTA Živý systém je taký, ktorý je odlišný od svojho okolia a vymieňa si materiál s okolím (t.j. má metabolizmus) bez zmien svojich základných parametrov. Tu taktiež existujú výnimky. Napr. vodný vír by bol podľa tejto definície tiež živý J. DOYNE FARMER AND ALLETTA D'A. BELIN 1.Vzor v časopriestore 2. samo-reprodukcia 3. Skladovanie informácií a sebaprezentácia 4. Metabolizmus, ktorý premieňa hmotu na energiu 5. Funkčné interakcie s prostredím 6.. Vzájomná závislosť častí v organizme 7. Stabilita pri výkyvoch životného prostredia 8. Schopnosť vyvíjať sa 9. Autonómia Farmer, J., & Belin, A. (1992). Artificial Life: the Coming Evolution. In C. G. Langton (Ed.), Artificial Life II (pp. 815-840). Redwood City: Addison-Wesley. AKO DEFINUJÚ ŽIVOT BIOLÓGOVIA ? látková výmena (metabolizmus) dráždivosť (schopnosť reagovať na zmeny v prostredí a informácie o týchto zmenách viesť do príslušných centier alebo výkonných orgánov tela) dedičnosť znakov, rozmnožovanie (reprodukcia) –uchovávanie dedičnej informácie (DNA) a prenášanie z generácie na generáciu, vývoj (evolúcia) –postupné zmeny genetickej informácie, ktoré umožňujú aj pri zmenách podmienok úspešne prežívať a zanechávať potomstvo ČO JE ÚLOHOU BIOLÓGOV? Pozorovať život v jeho prirodzenom prostredí Nevýhody: Nedokáže pozorovať život, ktorý existoval pred desať miliónmi rokov ani ten, ktorý bude (možno) existovať o desať miliónov rokov BIOLÓGIA: skúmanie organizmov in vivo (lat. v živom) in vitro (lat. „v skle“) – skúmavka, petriho miska a iné kontrolované prostredia ARTIFICIAL LIFE: in silico: „ počítačové simulácie“ in info: „konceptuálne organizmy“, ktoré existujú ako formálne (matematicky precízne) definované a skúmateľné opisy. (Jozef Kelemen) vírusy ČO BY MALO BYŤ ÚLOHOU AL? AL dopĺňa tradičnú biológiu: „The biology of possible life“ (Ch.Langton) analýza živých organizmov syntetickým prístupom ako nástroj poznávania prírody. Význam? Testovanie ekologických a evolučných hypotéz Overovanie platnosti všeobecných teórií, procesov a konceptov (napr. prírodný výber, sebaorganizácia...) Predikcia ROZDIEL V PRÍSTUPOCH: Biologický výskum – analytický prístup (od celku k jednotlivým častiam) štúdium života aký je AL – syntetický prístup ( sformovať nový celok z jeho jednotlivých častí ) Skúmanie života takého, „aký by mohol byť“ TERMINOLÓGIA: Vedecká disciplína: Christopher Langton: Artificial Life, AL (paralelný systém s pojmami Artificial Inteligence a AI) ........................................................................... Umenie umelého života: A-life art, ALA ARTIFICIAL LIFE vedecká disciplína, vznik v Los Alamos National Laboratory: 1987 workshop: “Synthesis and simulation of biological systems“ Zakladateľ: Christopher Langton "Art" + "Life" = Artificial Life: Life made by Man rather than by Nature. Konferencie na Santa Fe Institute for Non-Linear Dynamics 1988 ARTIFICIAL LIFE Pôvod v biologickom laboratóriu? Hackeri: T-13 Complex Studies Group, Los Alamos National Laboratory, New Mexico + Santa Fe Institute, New Mexico. Najdôležitejšia črta prvého „života“: generovanie samo-reprodukcie ako základného predpokladu organického života. ARTIFICIAL LIFE „Rozšírením empirickej základne biológie založenej na uhlíkovom reťazci, AL môže prispieť teoretickej biológií rozšírením „života aký ho poznáme“ do širšieho kontextu „života aký by mohol byť“ (Langton 1988) SITUOVANIE AL: VIZIONÁRI VS. PRAKTICI Vizionári: AL znamená vytvorenie a vylepšovanie účinnosti nových foriem života v inom médiu, ako sú uhľovodíky, čiže na báze kremíkových čipov. Praktici: Cieľom AL je vytvorenie nových metód pre štúdium života vedúce k lepšiemu pochopeniu tohto biologického fenoménu „Artificial Life is concerned with generating lifelike behavior.” (Langton, 1989, pp 4 and 5) „ALIFERS“ 1. Výpočtoví biológovia (silný/slabý AL) 2. Konštruktéri procesných systémov – imitácia určitého správania Craig Reynolds `Boids' http://www.red3d.com/cwr/boids/ http://www.youtube.com/watch?v=IRa1SWdJouM Karl Sims: evolving 3D morphology and behavior by competition Jeff Ventrella's evolving animated characters: http://www.disneymeetsdarwin.com/ 3. Robotika zdola nahor 4. Wet Alifers / molekulárni biológovia DOPLNKOVÁ LITERATÚRA: Simulated Predator Attacks on Flocks: A Comparison of Tactics Jure Demšar and Iztok Lebar Bajec. Artificial Life, Summer 2014, Vol. 20, No. 3 , Pages 343-359. (doi: 10.1162/ARTL_a_00135) MODELOVANIE UMELÉHO ŽIVOTA K o m p l e x n ý a d a p t í v n y s y s t é m  Interakcie agentov  Mutovanie agentov  Replikovanie agentov  Zanikanie agentov  Meniace sa prostredie Z a m e r a n i e s a n a s p r á v a n i e j e d i n c a  Emergentné správanie /vzory správania REPAST (MODELING TOOLKIT) The Recursive Porous Agent Simulation Toolkit (Repast) Vývoj extrémne flexibilných modelov agentov Open source nástroj na báze simulácie nástrojov vyvinutý špeciálne pre výskum v spoločenských vedách Využíva genetické algoritmy Tobias, Hofmann : „Repast is at the moment the most suitable simulation framework for the applied modeling of social interventions based on theories and data.“ Simulácia sociálnych systémov a modelovanie AL STRONG / WEAK AL Macy Conferences on Cybernetics 1943 až 1954 Slabý: AL simuluje život a evolučné procesy/ odtelesnený pohľad na informáciu. Silný: (stelesnený pohľad) Život ako proces môže byť oddelený od akéhokoľvek média „Počítačový kód sa stáva prírodnou formou života, pričom iba médium ostáva umelé. Počítačový program Tierra život nesimuluje, ale syntetizuje“ (T. Ray, 1994). ARTIFICIAL LIFE VS ARTIFICIAL INTELIGENCE Artificial Inteligence (racionálny model ) komplexná ľudská činnosť (hranie šachu) (neurálne siete na modelovanie mozgu, stroje na učenie sa...) Artificial life ( biologický model ) základné prvky prirodzeného správania Simulovanie biologickej evolúcie KRITÉRIÁ AL * evolúcia * genetický program s príkazmi determinujúcimi správanie, reprodukciu a DNA faktor. * komplexnosť * samo-reprodukcia KRITICI: Nell Tenhaaf : biologický konštrukt: readymade Apropriácia princípov biológie a následná manipulácia „A-Life is to Nature as Art Is to Life“ TENHAAF, Nell (1998). As Art Is Lifelike: Evolution, Art, and the Readymade KRITIKY: “Artificial Life is basically a fact-free science” [John Maynard Smith in Scientific American, June1995 issue, “From Complexity to Perplexity”, by J. Horgan, page 107] SIMON PENNY austrálsky umelec a teoretik Simon Penny. Analyzuje naratívy AL „špekulatívna a utopická prométeovská snaha vytvoriť nové formy života“ teoretizovanie o biologickom živote v digitálnom médiu. Nie entity ale vedecké artefakty PENNY, Simon (1996). The Darwin Machine: Artificial Life and Interactive Art. KATHERINE HAYLES Vedecké i umelecké prístupy v oblasti AL označuje za platónisticky redukcionistické. Dôsledok: dochádza k prehliadaniu skutočných informácií o živote, ktoré sú stelesnené v živých organizmoch In:Narratives of Artificial Life 1996 „Fysis nie je možné uchopiť, pretože nám práve tým uchopením unikne, ako prirodzenosť, ako voda v hrsti“ Zdeněk Kratochvíl J.BURNHAM: SYSTEMS ESTHETICS, 1968 "object-oriented to a systems-oriented culture Here change emanates, not from things, but from the way things are done.“ K SYSTÉMOVEJ ESTETIKE Každá prirodzenosť (podstata živého) tkvie v premene. Predsókratovská filozofia priraďuje k Fysis (čiže príroda,prirodzenosť) metabolé (premenu) Herakleitos z Efezu (540 p.n.l.) prazáklad (arché) = oheň ako stelesnenie energie Aristoteles (384 – 322 p.n.l.): Hýlomorfizmus. Východiskom pre pochopenie živého je chápanie POHYBU látka/hýlé – pasívna, obsahuje možnosť (potentia) a k nej pridáva aktívnu formu/eidos/morfé, čiže uskutočnenie – POHYB. J.BURNHAM: SYSTEMS ESTHETICS, 1968 „ Prioritou súčasnosti je pochopiť problém organizácie, usporiadania vecí. Systémový pohľad je zameraný na vytvorenie stabilných vzťahov medzi organickými a neorganickými systémami, či sú to susedské vzťahy, priemysel, farmy, verejná doprava a iné sústavy systémov.“ OBLASTI VÝSKUMU AL Hardware Software Wetware HARDWARE JACK BURNHAM: BEYOND MODERN SCULPTURE, 1968 „Logickým vyústením technologického vplyvu na umenie pred koncom storočia by mohli byť série umeleckých foriem manifestujúcich skutočnú inteligenciu“ LABS Laboratory of Autonomous Robotics and Artificial LifeEvolúcia a samo-organizácia v dave robotov http://gral.istc.cnr.it/research%20project/Evolution%20and%20Self%20Organization%20in%20Swarm.htm Koordinovaný pohyb davu autonómnych robotov zmontovaných do celku http://gral.istc.cnr.it/research%20project/Coordinated%20Motion%20in%20a%20Swarm.htm Spolu sa rozvíjajúci predátor a obeť http://gral.istc.cnr.it/research%20project/Co-evolving%20predator%20and%20prey%20robots.htm Artificial Life Lab of the Department of Zoology - Karl Franzens University Graz http://zool33.uni-graz.at/artlife/antbots I-Cub.jpg LABORATORY OF AUTONOMOUS ROBOTICS AND ARTIFICIAL LIFE Humanoidné roboty: Vývoj schopností manipulácie s objektmi International Symposium on Artificial Life and Robotics (ISAROB Japan) Artificial Life and Robotics journal, Springer. ISSN 1433-5298 MIT MEDIA LAB: BIOMECHATRONICS Mechanizmy ako extenzie ľudského tela: štrukturálne, neurologicky a dynamicky Biomechatronics akcelerujú a prepájajú telo so strojom Svalový a kostrový systém tela s extendujúcimi technológiami Biomimetic Active Prosthesis for Above-Knee Amputees http://www.media.mit.edu/research/groups/biomechatronics WETWARE Rudy Rucker Wetware (1988) biopunková novela The Ware Tetralogy: Software (1982) Wetware (1988) Freeware (1997) Realware (2000 Rudy Rucker.jpg WETWARE : molekulárna biológia syntetická biológia „Synthetic biology is different, it’s about building slippery wetware entities that might live in the real world.“ R. Rucker MOISTMEDIA „Silicon-dry“ (kremíkové- suché) digitálne médiá sa spoja s vlhkým biologickým systémom a vznikne živná pôda pre takzvané „moistmedia“ (vlhké médiá), ktoré budú charakteristickou formou vo vede a umení začiatku 21. storočia.“ (Roy Ascott ) ROY ASCOTT: THE MOISTMEDIA MANIFESTO THE MOIST MANIFESTO MOIST SPACE is where dry pixels and wet molecules converge MOIST ART is digitally dry, biologically wet, and spiritually numinous MOIST REALITY combines Virtual Reality with Vegetal Reality MOIST MEDIA comprises bits, atoms, neurons, and genes MOIST TECHNOLOGY is interactive and psychoactive MOIST LIFE embraces digital identity and biological being MOIST MIND is technoetic multiconsciousness MOISTWARE erodes the boundary between hardware and wetware MOIST MANUFACTURE is tele-biotic, neuro-constructive, nano-robotic MOIST ENGINEERING embraces ontology MOIST DESIGN is bottom-up, seeded and emergent MOIST COMMS are bio-telematic and psi-bernetic MOIST ART is at the edge of the Net Dostupné online: http://biomediale.ncca-kaliningrad.ru/?blang=eng&author=ascott Pojem WETWARE viac súvisí v počítačovými komponentami a spája sa viac s počítačovými vedami MOISTMEDIA je vďaka jeho slovnému základu príbuznejší téme umenia nových médií. EIDEA: ENVIRONMENT FOR THE INTERACTIVE DESIGN OF EMERGENT ART JOHN D. MITCHELL AND ROBB E. LOVELL http://www.siliconatelier.com/intelligentstage/installations/eidea1/eidea.html ANDY GRACIE: AUTOINDUCER_PH-1 (CROSS CULTURAL CHEMISTRY) (2006 PR_2007_autoinducer_003_p.jpg http://hostprods.net/projects/autoinducer-video/ http://hostprods.net/projects/autoinducerph-1/ LITERATÚRA Výber literatúry: BURNHAM, Jack (1968) Beyond Modern Sculpture: The Effects of Science and Technology on the Sculpture of this Century. London: Penguin. BURNHAM, Jack (1968): Systems Esthetics PENNY, Simon (1999) “Systems Aesthetics and Cyborg Art: The Legacy of Jack Burnham.” WHITELAW, Mitchel (2004) Metacreation – Art and Artificial Life. Cambridge, Massachusetts: The MIT Press,. 296 s. ISBN 978-0-262-04249-9 (Introduction: s. 1-20) TAYLOR, Charles- JEFFERSON, David: Artificial Life as a Tool for Biological Inquiry. In: LANGTON, Christopher (1995). Artificial Life: An Overview. edited by Christopher G. Langton, A Bradford Book Cambridge Massachusetts: The MIT Press, London, England HAYLES, Katherine (1996) Narratives of Artificial Life, in FutureNatural, ed. George Robertosn et. al. London:Routledge TENHAAF, Nel (1998): As Art Is Lifelike: Evolution, Art and the Readymade,Leonardo 31, no. 5. GIANNETTI, Claudia: ART, SCIENCE, AND TECHNOLOGY, online: http://www.mediaartnet.org/themes/aesthetics_of_the_digital/art_science_technology/ KLEIN, Yves Amu (1998) Living Sculpture: The Art and Science of Creating Robotic Life. Leonardo Vol. 31, No. 5, Sixth Annual New York Digital Salon (1998), pp. 393-396. Online Art and Artificial Life Exhibition. VIDA 1999-2012 http://www.youtube.com/watch?v=yuqmdXakWTo