인공생명(人工生命) 또는 아티피셜 라이프(Artificial Life, ALife, A-Life)은 생명 현상(유전, 돌연변이, 교배 등)을 재창조 또는 모방하며, 로봇, 컴퓨터 모델, 생화학을 통해 생명현상의 특징을 시뮬레이션하는 학문 및 그 결과물을 가리킨다. 이 용어는 컴퓨터과학자 크리스토퍼 랭턴(Christopher G. Langton)에 의해 1986년에 처음 만들어졌다.
개요
인공생명은 부분적으로라도 생명체의 특징을 갖는 인공체를 창조하기 위한 학문이다. 생명체의 구조와 분석을 통해 축적된 연구 결과를 체계화하며, 인공적인 매체(하드웨어, 소프트웨어, 인공적인 유기체 등)가 생명의 탄생, 성장, 진화 등과 같은 특징이나 기능을 재현 혹은 창출하기 위해 노력한다. 인공생명 연구자들은 물과 탄소를 바탕으로 한 DNA 유기체만이 생명인 것은 아니라고 주장하며, 탄소를 기초로 하는 생명 형태 이후의 새로운 생명 형태를 연구한다.
인공생명의 핵심 개념은 창발적 행동(emergent behavior)으로, 이는 개별적 행동들 사이의 모든 국지적인 상호작용으로부터 출현하며, 아래로부터 위로의 분산된 국지적 행동에 따른 결정으로부터 나온다.
인공지능과의 구분
인공생명은 인공지능과 달리 자기 생산, 복제 등 생명활동을 수행한다. 인공지능이 중앙통제식의 하향적 구조(top-down)로 되어 있다면, 인공생명은 상향적 구조(bottom-up)로 되어 있다. 인공생명은 초기 조건만 정해주면 나머지 과정은 프로그램 스스로 판단하고 결정하므로 인간의 개입 없이 생명체의 특징을 스스로 발현할 수 있다.
분류
인공생명은 접근 방식에 따라 크게 세 가지로 분류된다.
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부드러운 인공생명(Soft A-Life): 소프트웨어 프로그램 상으로 존재하는 인공생명이다. 대표적인 예로 크리스토퍼 랭턴의 개미(Langton's Ant)와 랭턴의 루프(Langton's Loop), 크레이그 레이놀즈의 보이드(Boid) 등이 있다. 셀룰러 오토마타(Cellular Automata)와 신경 네트워크(Neural Network)가 주요 기술적 이론으로 사용된다.
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딱딱한 인공생명(Hard A-Life): 인공생명 시스템을 특정 하드웨어에 적합하도록 만들어 탑재한 것이다. 로봇과 자동기계(automaton) 등이 여기에 속하며, 실제 세계에서 자체적으로 적응하는 지능적 행동을 구현하는 것이 목적이다.
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젖어있는 인공생명(Wet A-Life): 실험실에서 인위적인 조작을 통하여 만들어진 실험체를 총칭한다. 생화학적 물질로부터 생명이 있는 계를 합성하려는 접근법이다. 2010년 크레이그 벤터 연구소는 인공 유전자를 이용한 인공 합성 세포를 탄생시켰다고 발표한 바 있다.
역사
인공생명에 대한 관심은 고대 신화(피그말리온, 골렘, 호문쿨루스)에서부터 시작되었으며, 기계론적 세계관이 싹트기 시작한 산업혁명 초기부터 본격화되었다. 1940년대 후반 존 폰 노이만은 자기 재생산 오토마타 이론을 발표하여 인공생명의 아버지로 불린다. 1960년대 존 콘웨이는 생명게임(Game of Life)을 통해 세포 자동자 이론을 대중화하였다. 1987년 9월 크리스토퍼 랭턴의 주재로 로스앨러모스에서 제1회 인공생명 회의가 열리면서 인공생명은 독립된 연구 분야로 자리잡았다.
철학적 논의
인공생명을 두고는 '강한 인공생명(strong ALife)'과 '약한 인공생명(weak ALife)' 간의 논쟁이 존재한다. 강한 인공생명은 컴퓨터 속의 인공생명을 진정한 생명으로 보는 반면, 약한 인공생명은 이를 생명 현상의 모델링 및 시뮬레이션에 불과하다고 본다. 또한 인공생명의 창조는 생명윤리 및 종교적 차원에서 논란의 대상이 되기도 한다.
응용 분야
인공생명 기법은 영화 컴퓨터 그래픽(군집 행동 구현), 게임, 로봇 공학, 진화 알고리즘, 인공 화학 등 다양한 분야에 응용되고 있으며, 예술 분야에서도 인공생명예술(ALife Art)이라는 장르로 발전하였다.
