Un sistema adattivo è qualsiasi sistema in grado di cambiare in base all’input che riceve. Tutti i sistemi adattivi contengono meccanismi interni che causano il cambiamento del sistema. In biologia, i sistemi adattativi sono utilizzati da ecosistemi, popolazioni e singole creature. I computer sono stati anche programmati con caratteristiche adattive basate su quelle viste in natura.
Un sistema adattivo effettua i suoi adattamenti in base al feedback che riceve dal suo ambiente. In un ciclo di feedback, parte dell’output generato viene reindirizzato come input nel sistema. Questo input può quindi essere utilizzato dal sistema per effettuare gli adattamenti. I cicli di feedback sono indicati come positivi o negativi, con il ciclo di feedback positivo che tende ad accelerare o aumentare un’uscita e il ciclo di feedback negativo che tende a rallentare o diminuire un’uscita.
In biologia, i sistemi adattativi possono verificarsi sia su larga che su piccola scala. Gli ecosistemi possono essere pensati come adattivi in quanto sono in grado di cambiare in base al feedback che ricevono. Un classico esempio di ciò è lo studio della dinamica della popolazione. Quando la popolazione dei conigli aumenta, ad esempio, la popolazione di un animale predatore, come le volpi, aumenta con l’eccesso di cibo. Dopo un certo punto, il numero di predatori diventa troppo numeroso per il sistema e diminuisce di nuovo quando non ci sono abbastanza prede di cui nutrirsi.
All’interno di un singolo organismo biologico operano anche molti sistemi adattativi. L’apprendimento e la modifica del comportamento sono adattamenti che un organismo fa per ricevere input più positivi dall’ambiente. Il feedback ai singoli animali tende ad aumentare i comportamenti che causano piacere ea diminuire quelli che causano dolore.
I robot possono anche essere dotati di sistemi adattivi. Questi sistemi consentono a un robot di osservare il proprio ambiente e fare scelte in base alle informazioni ricevute senza bisogno di un essere umano che lo diriga in ogni azione. I Mars Rover sono un esempio di robot che sono stati programmati con la capacità di fare delle scelte. Lontane dalla Terra e dagli scienziati che le hanno programmate, queste macchine hanno dovuto fare delle scelte da sole durante la raccolta dei dati.
Gli sviluppatori di software hanno anche progettato programmi per computer in grado di adattarsi alle esigenze degli utenti. Molti di questi programmi sono utilizzati da persone che non sarebbero in grado di utilizzare programmi tradizionali, come la tecnologia di sintesi vocale. Nel mondo fisico, i sistemi adattivi potrebbero creare un numero qualsiasi di sistemi automiglioranti e autoprotettivi, come le auto che si guidano da sole e le strade che effettuano le proprie riparazioni. Sebbene le idee per tali sistemi siano numerose, la tecnologia che consentirà a molti oggetti artificiali di comportarsi in modo adattivo non è stata ancora sviluppata.