Vorlesung "Artificial Life"

Prof. Dr. W. Kurth

Wintersemester 2002/03, montags, 09:15-10:45 Uhr, EH/214

 

Zeitplan und Themenübersicht

 

7. 10.

Einleitung: Eigenschaften lebender Systeme, Geschichte von "Artificial Life".

14. 10.

Morphogenese: Zelluläre Automaten.

21. 10.

Edge-of-chaos-Prinzip bei CA; Reaktions-Diffusions-Systeme, L-Systeme (nichtsensitiv).

28. 10.

Erweiterungen zu L-Systemen; funktionale Kriterien bei der Morphogenese.

4. 11.

Modelle mit Metabolismus: klassische Kompartimentmodelle, Struktur-Funktions-Modelle. Metabolische Netzwerke; Ordnung in Zufalls-Netzwerken, Artificial Chemistry.

11. 11.

Aktivität von Organismen; Klassifikationssysteme, Animaten, Arten des Lernens.

18. 11.

Biologische Grundlagen der Replikation; virtuelle Pflanzen unter Berücksichtigung von Genexpression und Wechselwirkung von Genen untereinander.

25. 11.

Neuronale Netze, Agentenarchitekturen.

2. 12.

Selbstreplikation, Computerviren, Krieg der Kerne.

9. 12.

Evolution: biologische Grundlagen, das "egoistische Gen"; nichtgenomische Evolution; thermodynamische Grundlagen, nichtergodische Natur der Evolution, Dawkin's "Biomorphe".

16. 12.

Komplexität von Populationen, phylogenetische Bäume; Fitnesslandschaften, Genetische Algorithmen, Evolutionsstrategien. Simulation der Evolution der frühen Landpflanzen.

 6. 1.

Beispiele für Genetische Algorithmen. Jan Kim's "LindEvol".

13. 1.

LindEvol: Block- und Promotor-orientierte Genominterpretation. Artificial Evolutionary System (Eggenberger); Tierra (Ray).

20. 1.

Avida und Amoeba. Experimente in Avida. Eigen's Fehlerschranke, Rolle der Redundanzen; Anpassungsdynamik. Epistatische Kopplung, NK-Fitnesslandschaften.

27. 1.

Adaptive Walks in NK-Fitnesslandschaften, Phasen der Evolution; Rolle der Sexualität. Homöostase in Booleschen Zufallsnetzwerken. Zufällige Boolesche Netzwerke als Modell für Zellspezialisierung. Komplexitätsmaße; Analogie zum Maxwellschen Dämon. Koevolution: iteriertes Gefangenendilemma, evolutionär stabile Strategien und "Rote-Königin-Regime", gekoppelte Fitnesslandschaften; Evolution der Koevolution.

3. 2.

Verteilte Intelligenz und Sozionik: Boids, künstliche Ameisen, Sugarscape; Small World-Effekt, kulturelle Transmission. Metadiskussion: Risiken und Nebenwirkungen von Artificial Life. Unverbindliche Vorbesprechung zum Seminar im Sommersemester.

 

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Stand: 27. 1. 2003.