Sistema adattivo

Un sistema adattivo è un sistema che modifica automaticamente i suoi algoritmi e la sua struttura per ottenere prestazioni ottimali in condizioni mutevoli. Tali sistemi possono essere auto-regolati, auto-apprendenti o auto-organizzati.

Un sistema di autoregolazione è un sistema in grado di modificare automaticamente i propri parametri e le proprie impostazioni per migliorare le proprie prestazioni. Ad esempio, un sistema di controllo automatico della temperatura può regolare in modo indipendente i parametri di funzionamento del condizionatore d'aria in base alla temperatura dell'aria esterna.

Un sistema di autoapprendimento è un sistema in grado di migliorare automaticamente le proprie competenze e conoscenze sulla base dell’esperienza e dei dati. Un sistema di questo tipo può apprendere dalle decisioni e dai dati precedenti per prendere decisioni migliori in futuro.

Il sistema adattivo può essere utilizzato in diversi ambiti, come la gestione della produzione, la gestione dei trasporti, la gestione dell’energia, ecc. Ad esempio, un sistema di gestione dei trasporti può regolare automaticamente la velocità di un veicolo in base alle condizioni stradali e meteorologiche.

Anche gli organismi viventi sono sistemi adattativi. Possono modificare i loro parametri e strutture fisiologici per adattarsi alle mutevoli condizioni ambientali. Ad esempio, i cambiamenti nel colore della pelle negli animali a seconda del periodo dell'anno o i cambiamenti nella forma delle foglie delle piante a seconda dei cambiamenti delle condizioni di luce.

Pertanto, un sistema adattivo è uno strumento importante per la gestione di sistemi e processi complessi in condizioni mutevoli. Permette di migliorare il funzionamento del sistema e aumentarne l'efficienza.

L'adattabilità è la capacità di un sistema biologico di adattarsi ai cambiamenti delle condizioni ambientali in conformità con le esigenze e le caratteristiche della vita di un individuo o di una popolazione. L'adattamento si realizza sulla base di una varietà di reazioni fisiologiche e comportamentali. L’adattamento si basa sulla ristrutturazione dell’attività del corpo, sul cambiamento del suo stato fisiologico; comporta cambiamenti negli organi e sistemi, nella loro struttura e funzione e viene effettuato sotto l’influenza dei bisogni.

Un sistema adattivo cerca sempre una sorta di ottimale. Nessun sistema, nemmeno il più semplice, può avere la perfezione assoluta, perché esisterà sempre una struttura ancora più perfetta. Pertanto, alcuni esperti ritengono che il principio di adattabilità miri a complicare la struttura o ad aggiungere un altro sistema aggiuntivo.

La quantità di informazioni in un sistema può solo aumentare se il comportamento del sistema peggiora. Ciò è assicurato dalla presenza di “memoria” strutturale e funzionale. Quando cambiano i valori dei parametri di input, subiscono dei cambiamenti anche i valori ottimali dei parametri di output: si verifica il passaggio ad un diverso algoritmo di funzionamento, a seconda dei loro valori. Questa capacità dei sistemi adattivi può essere vista nella progettazione dei sistemi di controllo di processo. Le procedure di ottimizzazione, la determinazione delle azioni di controllo ottimali e il monitoraggio del processo ottimale molto spesso dovrebbero essere algoritmi computazionali implementati tramite software. Spesso cambiano i parametri di input dei sistemi e i requisiti per i valori ottimali dei parametri di output, ad es. si verificano cambiamenti nell’ambiente esterno. I cambiamenti nei requisiti del processo possono manifestarsi, ad esempio, in una riduzione del costo dei prodotti o dei tempi di produzione mantenendo un'elevata qualità. L'importanza dei compiti di gestione in questo caso non diminuisce, anzi, al contrario, sebbene i parametri del compito siano cambiati. E’ ovvia la possibilità di variare il criterio di ottimalità confrontando direttamente i valori delle componenti variabili. Probabilmente, di conseguenza, quando sorgono nuovi modelli di gestione, il nuovo modello dovrebbe essere confrontato con quello di base, il modello di gestione ottimale secondo il criterio (criteri) iniziale. Pertanto, i modelli di controllo con un gran numero di variabili, i cui nuovi criteri di ottimalità soddisfano le condizioni specificate per l'insieme di criteri originale, verranno inclusi nella classe dei modelli di base generali. Tuttavia, va notato che in questo caso i problemi di controllo di sottosistemi leggermente interconnessi vengono risolti in modo indipendente. Cioè, questa situazione è inaccettabile per i sistemi situati a breve distanza l'uno dall'altro a causa delle interferenze elettromagnetiche, poiché durante il funzionamento del sistema si verifica rumore. Attualmente la creazione di tali sottosistemi sta diventando impossibile.