Química artificial

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La química artificial es un modelo informático para simular varios tipos de sistemas . La química artificial es algo así como una reacción química, lo que explica su nombre. El principal campo de aplicación de la química artificial es la vida artificial , pero el método puede considerarse universal con aplicaciones en muchos campos como la química , la economía , la sociología y la lingüística .

Formal definición

La química artificial está determinada por el triplete (S,R,A). En algunos casos, es suficiente definirlo por el par (S,I).

• S es el conjunto de moléculas posibles S={s 1 …,s n }, donde n es el número de elementos en el conjunto, posiblemente infinito.
• R es el conjunto de operaciones n-arias sobre moléculas en S, es decir, las reglas de reacción R={r 1 …,r n }. Cada regla r i se escribe como una reacción química a+b+c->a*+b*+c*. Tenga en cuenta que r i son operadores, a diferencia de +.
• A es un algoritmo que describe la aplicación de reglas de R a un subconjunto P S.
• I son las reglas para la interacción de las moléculas en S.

Tipos de química artificial

• dependiendo del espacio de moléculas posibles
  • último
  • sin fin
• dependiendo del tipo de reacciones
  • sistemas catalíticos
  • sistemas de chorro
• dependiendo de la topología del espacio
  • reactor bien agitado
  • ordenado topológicamente (1,2,3 dimensiones)

Conceptos importantes

• Organizaciones: Una organización es un conjunto de moléculas, cerradas e independientes. Por sí mismo, es un conjunto que no crea nada fuera de sí mismo, y tal que cualquier molécula dentro del conjunto puede generarse en el conjunto.
• Conjuntos cerrados
• Auto conjuntos
• Organigrama de Organizaciones Hasse

Historia de la química artificial

La química artificial se originó como un subcampo de la vida artificial , específicamente de la vida fuertemente artificial. La idea de este campo es que para construir cualquier cosa con vida, necesitas una combinación de sustancias no vivas. Por ejemplo, la célula misma está viva y, sin embargo, es una combinación de moléculas no vivas. La química artificial es particularmente atractiva para los investigadores que creen en un enfoque muy ascendente de la vida artificial.

Importantes investigadores

La primera referencia a la química artificial provino de un artículo técnico escrito por John McCaskill . Walter Fontana , trabajando con Leo Buss , continuó el trabajo desarrollando el modelo AlChemy . Este modelo fue presentado en la segunda Conferencia Internacional sobre Vida Artificial. En su primer artículo, presentó el concepto de organización en forma de un conjunto de moléculas, algebraicamente relacionadas e independientes.

Existen dos escuelas principales de química artificial en Japón y Alemania. En Japón, los principales exploradores son Takashi Ikegami , Hideaki Suzuki y Yasuhiro Suzuki . En Alemania, se trata de Wolfgang Banzhaf , quien, junto con sus alumnos Peter Dittrich y Jens Ziegler , desarrolló varios modelos de química artificial. Su artículo de 2001 'Químicas artificiales: una revisión' es el estándar de la industria. Jens Ziegler , como parte de su tesis doctoral, demostró que la química artificial se puede utilizar para controlar el pequeño robot Khepera. Entre otros modelos, Peter Dittrich desarrolló el modelo Seceder , que es capaz de explicar la formación de grupos en la sociedad según unas reglas sencillas. Después de eso, se convirtió en profesor en Jena , donde continuó su investigación sobre química artificial como una forma de definir una teoría general de los sistemas dinámicos constructivos.

Aplicaciones de la química artificial

La química artificial se utiliza a menudo en el estudio de la protobiología para establecer conexiones entre la química y la biología . El interés en la química artificial también es causado por la teoría de los sistemas dinámicos constructivos. Yasuhiro Suzuki ha modelado varios sistemas, como sistemas de membrana, vías de señalización (P53), ecosistemas y sistemas enzimáticos utilizando su propio método, Abstract Rewrite Systems on Multisets (ARMS).

Véase también

• autómata celular
• Química computacional  : uso de modelos simplificados para simular interacciones químicas

Enlaces

• Química artificial: una revisión (archivo pdf)
• Papers & Talks de Tim Hutton Archivado el 5 de febrero de 2012 en Wayback Machine  . Incluye varios artículos sobre química artificial para la vida artificial.
• la página web de QUÍMICA ARTIFICIAL del grupo de trabajo de Peter Dittrich .
• el sitio web protobiology.org