Sistema adaptativo

Un sistema adaptativo es un conjunto de entidades interdependientes o que interactúan entre sí, reales o abstractas, que forman un todo integrado capaz de responder a cambios ambientales o a cambios en las partes que interactúan, de forma análoga a la homeostasis fisiológica continua o a la adaptación evolutiva en biología . Los bucles de retroalimentación constituyen una característica clave de los sistemas adaptativos, como los ecosistemas y los organismos individuales ; o, en el mundo humano, las comunidades , las organizaciones y las familias . Los sistemas adaptativos pueden organizarse en una jerarquía.

Los sistemas adaptativos artificiales incluyen robots con sistemas de control que utilizan retroalimentación negativa para mantener los estados deseados.

La ley de adaptación puede enunciarse informalmente como:

Todo sistema adaptativo converge a un estado en el que cesa todo tipo de estimulación. ^{[ 1 ]}

Formalmente, la ley puede definirse de la siguiente manera:

Dado un sistema${\displaystyle S}$, decimos que un evento físico${\displaystyle E}$es un estímulo para el sistema${\displaystyle S}$si y solo si la probabilidad${\displaystyle P(S\rightarrow S'|E)}$que el sistema sufre un cambio o se ve perturbado (en sus elementos o en sus procesos) cuando el evento${\displaystyle E}$ocurre es estrictamente mayor que la probabilidad previa de que${\displaystyle S}$sufre un cambio independientemente de${\displaystyle E}$:

${\displaystyle P(S\rightarrow S'|E)>P(S\rightarrow S')}$

Dejar${\displaystyle S}$ser un sistema arbitrario sujeto a cambios en el tiempo${\displaystyle t}$y dejar${\displaystyle E}$ser un evento arbitrario que sea un estímulo para el sistema${\displaystyle S}$: decimos que${\displaystyle S}$es un sistema adaptativo si y solo si cuando t tiende a infinito${\displaystyle (t\rightarrow \infty)}$la probabilidad de que el sistema${\displaystyle S}$cambiar su comportamiento${\displaystyle (S\rightarrow S')}$en un paso de tiempo${\displaystyle t_{0}}$dado el evento${\displaystyle E}$es igual a la probabilidad de que el sistema cambie su comportamiento independientemente de la ocurrencia del evento.${\displaystyle E}$En términos matemáticos:

1. -${\displaystyle P_{t_{0}}(S\rightarrow S'|E)>P_{t_{0}}(S\rightarrow S')>0}$
2. -${\displaystyle \lim _{t\rightarrow \infty }P_{t}(S\rightarrow S'|E)=P_{t}(S\rightarrow S')}$

Así, para cada instante${\displaystyle t}$existirá un intervalo de tiempo${\displaystyle h}$de tal manera que:

${\displaystyle P_{t+h}(S\rightarrow S'|E)-P_{t+h}(S\rightarrow S')<P_{t}(S\rightarrow S'|E)-P_{t}(S\rightarrow S')}$

En un sistema adaptativo, un parámetro cambia lentamente y no tiene un valor preferido. En cambio, en un sistema autoajustable, el valor del parámetro «depende del historial de la dinámica del sistema». Una de las cualidades más importantes de los sistemas autoajustables es su « adaptación al borde del caos » o capacidad para evitarlo . En la práctica, al acercarse al borde del caos sin ir más allá, un líder puede actuar espontáneamente sin que se produzca un desastre. Un artículo de Complexity de marzo/abril de 2009 explica con más detalle los sistemas autoajustables utilizados y sus implicaciones prácticas. ^{[ 2 ]} Los físicos han demostrado que la adaptación al borde del caos se produce en casi todos los sistemas con retroalimentación . ^{[ 3 ]}

Según la teoría practopoiética, la creación de comportamiento adaptativo implica interacciones poiéticas especiales entre diferentes niveles de organización del sistema. Estas interacciones se describen a partir de la teoría cibernética , en particular, el teorema del buen regulador . En los sistemas practopoiéticos, los niveles inferiores de organización determinan las propiedades de los niveles superiores, pero no al revés. Esto garantiza que los niveles inferiores de organización (por ejemplo, los genes) siempre posean un conocimiento cibernéticamente más general que los niveles superiores; el conocimiento en un nivel superior es un caso especial del conocimiento en el nivel inferior. En el nivel más alto de organización se encuentra el comportamiento manifiesto. Las operaciones cognitivas se sitúan en las partes intermedias de esa jerarquía, por encima de los genes y por debajo del comportamiento. Para que el comportamiento sea adaptativo, se necesitan al menos tres recorridos adaptativos. ^{[ 4 ]}

• Martin H., Jose Antonio ; Javier de Lope ; Darío Maravall (2009). "Adaptación, anticipación y racionalidad en sistemas naturales y artificiales: paradigmas computacionales que imitan a la naturaleza". Natural Computing . 8 (4): 757–775 . doi : 10.1007/s11047-008-9096-6 . S2CID 2723451 .