Mesterséges kémia

A mesterséges kémia egy számítógépes modell különféle típusú rendszerek szimulálására . A mesterséges kémia némileg olyan, mint egy kémiai reakció, ami megmagyarázza a nevét. A mesterséges kémia fő alkalmazási területe a mesterséges élet , de a módszer univerzálisnak tekinthető, és számos területen alkalmazható, mint például a kémia , a közgazdaságtan , a szociológia és a nyelvészet területén .

Formális definíció

A mesterséges kémiát a triplet (S,R,A) határozza meg. Bizonyos esetekben elegendő az (S,I) párral meghatározni.

• S az S={s 1 …,s n } lehetséges molekulák halmaza , ahol n a halmaz elemeinek száma, esetleg végtelen.
• R az S molekulákon végrehajtott n-áris műveletek halmaza, vagyis az R={r 1 …,r n } reakciószabályok. Minden r i szabály a+b+c->a*+b*+c* kémiai reakcióként van felírva. Vegye figyelembe, hogy az r i operátorok, ellentétben a +-val.
• Az A egy algoritmus , amely leírja az R-ből származó szabályok alkalmazását egy P S részhalmazra .
• Én vagyok a szabályok a molekulák kölcsönhatására S-ben.

A mesterséges kémia típusai

• a lehetséges molekulák terétől függően
  • végső
  • végtelen
• a reakciók típusától függően
  • katalitikus rendszerek
  • sugárhajtású rendszerek
• a tér topológiájától függően
  • jól kevert reaktor
  • topológiailag rendezett (1,2,3-dimenziós)

Fontos fogalmak

• Szervezetek: A szervezet zárt és független molekulák gyűjteménye. Önmagában ez egy halmaz, amely önmagán kívül nem hoz létre semmit, és olyan, hogy a halmazon belül bármely molekula létrehozható a halmazban.
• Zárt készletek
• Saját készletek
• Hasse szervezetek diagramja

A mesterséges kémia története

A mesterséges kémia a mesterséges élet egy részterületeként jött létre , különösen az erősen mesterséges életből. Ennek a területnek az az ötlete, hogy bármi élő felépítéséhez élettelen anyagok kombinációjára van szükség. Például maga a sejt él, és mégis élettelen molekulák kombinációja. A mesterséges kémia különösen vonzó azoknak a kutatóknak, akik hisznek a mesterséges élet erősen alulról építkező megközelítésében.

Fontos kutatók

Az első utalás a mesterséges kémiára John McCaskill műszaki cikkéből származik . Walter Fontana Leo Bussszal együttműködve az AlChemy modell kifejlesztésével folytatta a munkát . Ezt a modellt a mesterséges életről szóló második nemzetközi konferencián mutatták be. Első cikkében a szerveződés fogalmát algebrailag összefüggő és független molekulák halmaza formájában mutatta be.

A mesterséges kémia két fő iskolája létezik Japánban és Németországban. Japánban a fő felfedezők Takashi Ikegami , Hideaki Suzuki és Yasuhiro Suzuki . Németországban ez Wolfgang Banzhaf , aki tanítványaival, Peter Dittrich -hel és Jens Zieglerrel közösen kidolgozta a mesterséges kémia különféle modelljeit. 2001-ben megjelent cikkük, az „Artificial Chemistries – A Review” az iparági szabvány. Jens Ziegler doktori disszertációja részeként bebizonyította, hogy mesterséges kémia segítségével irányítható a Khepera kis robot. Peter Dittrich többek között kidolgozta a Seceder-modellt , amely néhány egyszerű szabály szerint képes megmagyarázni a társadalmi csoportok kialakulását. Ezt követően Jénában professzor lett , ahol folytatta a mesterséges kémia kutatását, mint a konstruktív dinamikai rendszerek általános elméletének meghatározását.

A mesterséges kémia alkalmazásai

A mesterséges kémiát gyakran használják a protobiológia tanulmányozásában, hogy kapcsolatot teremtsenek a kémia és a biológia között . A mesterséges kémia iránti érdeklődést a konstruktív dinamikai rendszerek elmélete is kiváltja. Yasuhiro Suzuki különféle rendszereket modellezett, például membránrendszereket, jelátviteli útvonalakat (P53), ökoszisztémákat és enzimrendszereket saját módszere, az Abstract Rewriting Systems on Multisets (ARMS) segítségével.

Lásd még

• Sejtes automata
• Számítógépes kémia  – Egyszerűsített modellek használata kémiai kölcsönhatások szimulálására

Linkek

• Mesterséges kémia – áttekintés (pdf fájl)
• Tim Hutton's Papers & Talks archiválva 2012. február 5-én a Wayback Machine -nél  – számos tanulmányt tartalmaz a mesterséges élet mesterséges kémiájáról
• Peter Dittrich munkacsoportjának MESTERSÉGES KÉMIA honlapja .
• a protobiology.org weboldalon