Генетическое программирование: возможности, примеры

На прошедшем в октябре 2017 года в Сочи Всемирном фестивале молодежи президент России Владимир Путин ошарашил присутствующих своим заявлением и близости к созданию человека с заданными характеристиками. Генетическое программирование и генетические алгоритмы как инструмент биотехнологий выходят на экзистенциальный путь развития. Будущее уже наступило, и примеров тому множество. В эру генетического программирования человека мир войдет уже при нашей жизни. Встраиваемые гены здоровья и гениальности, победа над наследственными заболеваниями и общий апгрейд человека – уже не иллюзии фантастов. Это технологии практического генетического программирования.

Барьеры сломлены

Ранее было догмой, что переписать наследственную информацию на ДНК невозможно. Но теперь все изменилось. Нобелевскую премию в 2006 году получили молекулярные биологи Э. Файр и К. Меллоу за открытие механизма, позволяющего включить функционирование любого гена в геноме человека – интерференцию РНК. Это механизмы изменений уже имеющегося генного набора. Но сама природа подарила нам и еще один механизм влияния на наш генный набор. Это вирусы – уникальные организмы, которые способны переписать информацию клетки-хозяина. Именно они путем обратной транскрипции способны привнести новое в имеющуюся в клетке ДНК. И уже измененная ДНК размножается вместе с клетками хозяина. Вирусные биотехнологии – один из путей развития генетического программирования человека по заданным характеристикам.

Первый шаг уже сделан

Примером генетического программирования сегодня стал допинг для спортсменов, о котором заговорил весь мир профессионального спорта. Генетический допинг – репоксиген – представляет собой комплекс ДНК, который кодирует белок, вырабатываемый почками, эритропоэтин. В состав препарата входит и система доставки информации в клетки на основе векторного вируса. Этот белок отвечает за стимуляцию образования эритроцитов. Связь прямая – больше эритроцитов, больше кислорода в тканях, лучшие результаты. Пока это фармакологическая находка всего лишь продукт закрытых лабораторий, но совсем близок день, когда генетическое программирование и модифицирование станет коммерческим продуктом.

Гуманотехнологии и их задачи

Гуманными технологиями называют множество способов, целью которых стало модификация генетики человека. Инструмент их действия - квазихимические манипулирования с молекулами ДНК. Сегодня гуманотехнологиями является генетическое программирование человека по заданным характеристикам, технология РНК-интерференции и рекомбинации ДНК, клонирование, трансгеноз, технологии нано-медицины, информационно-медийные и компьютерно-сетевые кластеры. Задачи гуманотехнологий в решении множества проблем:

• Избавление человечества от генных болезней.
• Продление жизни и селективный отбор эмбрионов.
• Совершенствование генома человека с переходом к Homo tecnologoficus’a (постчеловечеству).
• Создание «идеальных» и «лекарственных» младенцев.
• Психогеномика, которая охотится за генами ответственными за формирование личности, ее идентичности, психики и поведения.
• Создание лекарств, которые будут точными копиями индивидуальных веществ организма.

И это далеко не полный перечень проблем, которые помогут решать гуманные биотехнологии, тем самым открыв новые возможности генетического программирования человека.

Эра постинформационности

Именно в такой период развития вступит человечество в ближайшее время. Биотехнологии войдут в нашу жизнь и станут обыденностью. О наследственных болезнях наши дети прочитают в книжках по истории, рождаемость будет взята под контроль, а эволюция будет подконтрольна людям. Человек как самовоспроизводящаяся биологическая система сам станет программой. Системой с возможностью исправления ошибок, наличием сервис-папок и возможностей улучшения. Генная программа «смерть» сменится на «бессмертие», мы встроим в геном программы здоровья, интеллекта, сексуальной привлекательности. И, в конце концов, нейроимпланты и генетическое программирование человека сотрут границы между человеком и машинами.

Параллельный мир

И пока биоинженеры трудятся на ниве биологических модификаций, математики и программисты работают в сфере генетического программирования искусственных систем. И если в 80-90-х годах прошлого столетия термины «эволюционные вычисления» и «генетический алгоритм» еще были в новинку, то сегодня слова "искусственный интеллект" и "цифровой дарвинизм" используют не только специалисты. Основатель генетического программирования в применении к искусственным системам профессор Джон Коза из Стэнфорда ввел в научные круги теорию «эволюции машин». Генетические алгоритмы работают – вот что важно. Как? Ответ будет долгим и не совсем понятным неспециалистам. Поясним на примере.

Умные машины

В 2002 году в британском центре «Магна» работал павильон «Жизнь роботов». В этом павильоне за выживание сражались двенадцать роботов, созданных и работающих на основании генных алгоритмов и цифровой эволюции. Половина из них сами добывали энергию для своего существования при помощи солнечных батарей. Их назвали гелиофаги. Вторая половина – хищники, такой способностью наделены не были и заряжались, лишь поймав гелиофага. Те роботы, которые выживали, загружали свои программы в роботов-потомков. Шоу продлилось недолго – его закрыли, когда один из роботов поумнел и решил сбежать из павильона. Тогда война человека и машин не началась лишь потому, что беглеца сбила машина на парковке.

Пугающие предпосылки

Разумные искусственные системы, которые работают при минимуме человеческого участия или вообще без него, таят в себе множество сюрпризов. Иногда настораживающих и пугающих. В Университете Сассекса перед машиной была поставлена задача при помощи эволюционного метода и генных алгоритмов вырастить осциллятор. Задача была выполнена – изготовленный прибор выдавал периодический сигнал. Но, как оказалось, он не сам его продуцировал, а ловил сигналы находящихся рядом электронных устройств и выдавал их за свои собственные. Не станет ли следующим этапом цифровой эволюции устройство, которое будет использовать не электроприборы, а нас с вами?

Они могут быть умнее

В компании Джона Козы Genetic Programming на базе единственного (пока) самодельного компьютера, состоящего из тысячи Пентиумов с характеристиками в 350 мегагерц, смогла повторить 15 изобретений, причем 6 из них получили патенты после 2000 года, а одно даже превосходит по характеристикам человеческий аналог.

Эти изобретения принадлежат искусственному интеллекту, который работает на основе генных алгоритмов и цифровой эволюции. Как скоро патенты будут выдавать машинам? Результаты электронной эволюции уже сегодня есть в двигателях «Боинга-777» и суперсовременных антибиотиках. Прогнозы экспертов говорят, что в ближайшие 5-10 лет генетическое программирование создаст большее количество продуктов, чем уже создано и продается.

«Матричное» будущее

Современный уровень развития генного программирования пока еще в зародышевом состоянии. Автономное выращивание роботов требует новейших технологий, которых пока нет. Но показатель инвестиционного компаса направлен на финансирование компьютерных, телекоммуникационных и биологических технологий. Именно в таком порядке. Мы сами финансируем создание цифрового мира. Цифротехнологии развиваются и делают это стремительно. Всего 40 лет назад мобильный телефон существовал в воображении писателей фантастов, а сегодня почти в каждом гаджете установлены 8-мегапиксельные камеры. Но может ли пользователь этого телефона объяснить технологию его работы?

Не стать бы нам коровами

Цифровой мир приходит на смену биологическому. Аналоги генов в нашей культуре (мемы), берущие начало в навязанных идеях, мелодиях, картинках, других психических вирусах становятся предметом эволюционирования. Вся предыдущая история была подчинена созданию наиболее приемлемого носителя упомянутых мемов. Сначала был человек. Потом к нему добавилось радио и телевидение. И, наконец, Интернет с программами, способными к самовоспроизведению и работе над ошибками. Наши милые коровы не предполагают, что они созданы нами для обслуживания аппарата по получению от них молока. И что бы там не думала корова по этому поводу, вы видели свободную дикую корову?