A digitális organizmus egy önmagát replikáló számítógépes program, amely mutálódik és fejlődik. A digitális organizmusokat eszközként használják az evolúció dinamikájának tanulmányozására Darwin szerint , bizonyos hipotézisek vagy evolúciós matematikai modellek tesztelésére vagy igazolására . Ezek a vizsgálatok szorosan kapcsolódnak a mesterséges életteremtés területéhez .
A digitális organizmusok először a Darwin -játékban jelentek meg , amelyben a számítógépes programok egymás végrehajtását zavarva kényszerültek versenyezni. [1] Hasonló mechanizmusokat valósítanak meg a Memory Fight játékban . A játék során kiderült, hogy az egyik nyerő stratégia az önmaga minél gyorsabb reprodukálása, ami az ellenfelek minden számítási erőforrástól való megfosztásához vezet. A Memory Fight játék programjai arra is képesek, hogy mutálják magukat és kódot cseréljenek, felülírják az utasításokat a szimulált "memóriában", ahol a játék zajlik. Ez lehetővé tette a versengő programok számára, hogy romboló utasításokat ágyazzanak egymásba, ami kódolvasási hibát okoz; "rabszolgasorba ejtsd az ellenfél folyamatait", kényszerítve őket, hogy helyetted dolgozzanak, a játék közepén változtass a stratégiádon, és gyógyítsd meg a saját sérült kódodat.
Steen Rasmussen , a Los Alamos National Laboratory munkatársa átvette a Memory Fight játék ötletét, és bevezetett egy genetikai algoritmust az automatikus íráshoz. Rasmussen azonban nem figyelte meg az összetett és stabil programok fejlődését. Kiderült, hogy a programozási nyelv, amelyen a programokat írták, nagyon instabilnak bizonyult, és legtöbbször a mutációk teljesen tönkretették a program funkcionalitását.
Tom Ray volt az első, aki a szoftverstabilitás kérdésével foglalkozott Tierra számítógépes szimulátorával , ahol Ray számos kulcsfontosságú változtatást hajtott végre a programozási nyelven. Változások végrehajtásával először figyelt meg olyan számítógépes programokat, amelyek valójában összetett módon fejlődtek.
Később Chris Adami , Tit Brown és Charles Ofria hozzálátott saját " Avida " rendszerének kifejlesztéséhez, amelyet a "Tierra" inspirált, de volt néhány fontos különbség. A Tierrában minden program ugyanabban a címtérben élt, és potenciálisan felülírhatta egymás kódját, vagy más módon megzavarhatta azt. Az Avidában minden program a saját címterében él. Ezzel a módosítással az Avida kísérletek sokkal tisztábbak és könnyebben értelmezhetők. Az Avida óta egyre több evolúcióbiológus tekinti a szervezet digitális tanulmányozását az evolúcióbiológiához való érvényes hozzájárulásnak. Például Richard Lensky evolúcióbiológus , a Michigani Egyetemről széles körben használta az Avidát munkájában. Lenski, Adami és kollégáik az eredményeket olyan tudományos folyóiratokban publikálták, mint a Nature és a Proceedings of the National Academy of Sciences (USA).
1996-ban Andy Parjellis megalkotta az " Amoeba " nevű Tierra-szerű rendszert, amely egy véletlenszerűen kiválasztott kezdeti állapotból véletlenszerűen replikálódott.
Az Avidával végzett kísérletek során, 16 000 generációs korlátozással és 50-szeres ismétléssel, azt találták, hogy az 50-ből 23 esetben az evolúció eredményeként jöttek létre digitális organizmusok, amelyek képesek voltak a számok bitenkénti összehasonlítására, és az evolúció minden esetben eltérően ment végbe. [2]