Un système adaptatif est tout système capable de changer en fonction de l’entrée qu’il reçoit. Tous les systèmes adaptatifs contiennent des mécanismes internes qui provoquent le changement du système. En biologie, les systèmes adaptatifs sont utilisés par les écosystèmes, les populations et les créatures individuelles. Les ordinateurs ont également été programmés avec des fonctionnalités adaptatives basées sur celles observées dans la nature.
Un système adaptatif effectue ses adaptations en fonction du retour d’information qu’il reçoit de son environnement. Dans une boucle de rétroaction, une partie de la sortie générée est renvoyée comme entrée dans le système. Cette entrée peut ensuite être utilisée par le système pour effectuer des adaptations. Les boucles de rétroaction sont dites positives ou négatives, la boucle de rétroaction positive ayant tendance à accélérer ou à augmenter une sortie et la boucle de rétroaction négative à ralentir ou à diminuer une sortie.
En biologie, les systèmes adaptatifs peuvent exister à grande et à petite échelle. Les écosystèmes peuvent être considérés comme adaptatifs en ce sens qu’ils sont capables de changer en fonction des commentaires qu’ils reçoivent. L’étude de la dynamique des populations en est un exemple classique. À mesure que la population de lapins augmente, par exemple, la population d’un animal prédateur, comme les renards, augmente avec le surplus de nourriture. Après un certain temps, le nombre de prédateurs devient trop nombreux pour le système et diminue à nouveau lorsqu’il n’y a pas assez de proies pour se nourrir.
Au sein d’un même organisme biologique, de nombreux systèmes adaptatifs sont également à l’œuvre. L’apprentissage et la modification du comportement sont des adaptations qu’un organisme fait pour recevoir une contribution plus positive de l’environnement. Les retours d’informations sur les animaux individuels ont tendance à augmenter les comportements qui causent du plaisir et à diminuer ceux qui causent de la douleur.
Les robots peuvent également être équipés de systèmes adaptatifs. Ces systèmes permettent à un robot d’observer son environnement et de faire des choix en fonction des informations reçues sans avoir besoin d’un humain pour le diriger dans chaque action. Les Mars Rovers sont un exemple de robots qui ont été programmés avec la capacité de faire des choix. Loin de la Terre et des scientifiques qui les ont programmées, ces machines ont dû faire elles-mêmes des choix lors de la collecte de données.
Les développeurs de logiciels ont également conçu des programmes informatiques pour pouvoir s’adapter aux besoins des utilisateurs. Bon nombre de ces programmes sont utilisés par des personnes qui ne seraient pas en mesure d’utiliser des programmes traditionnels, tels que la technologie de synthèse vocale. Dans le monde physique, les systèmes adaptatifs pourraient créer un certain nombre de systèmes d’auto-amélioration et d’autoprotection, tels que des voitures qui se conduisent elles-mêmes et des routes qui effectuent leurs propres réparations. Bien que les idées pour de tels systèmes soient nombreuses, la technologie qui permettra à de nombreux objets fabriqués par l’homme de se comporter de manière adaptative n’a pas encore été développée.