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算法描绘的“人造生命”,运动流畅自然,如同显微镜下的实景 | Demo·代码

2020-01-07 点击:1355

21世纪的人类还没有实现人工生命的理想。

然而,如果我们单独从视觉上看,我们可能离这个目标不远了。

来自香港的程徐苑王Chak(陈)创造了一个人工生命模型。

这个叫列宁娅的模型可以进化成丰富的生命形式。有不同形状和不同运动姿势的“生物”,但它们都是自然而光滑的。有那么一会儿,他们认为这是显微镜下的真实场景。

陈说在列宁亚发现了18个“科”中的400个“物种”。此外,大自然也能找到他们的“亲戚”。

他希望列宁娅能帮助人类理解生物的行为和进化的规律。也许有一天,它会给人工智能研究带来一些灵感。

但是在那之前,模型已经有了演示,代码是开源的。

生命中有如此多的美丽

这个人工生命模型是基于元胞自动机的。

元胞自动机是一个网格:网格上每个站点的状态都在不断变化,根据周围站点的状态而变化(这个术语就是邻域)。

这篇文章中的动态图片都在改变。

那么,变化的规则是什么?

拿一个简单的栗子,康威的生命游戏。

这是一个正方形网格。每个站点都有两种生存状态,一种是生存,另一种是死亡。

每个位点(即“细胞”)的存活由它周围的8个位点决定:

如果它周围的活细胞数量少于2个,活细胞就会死亡。这是孤独和死亡的模拟。

一个活细胞,周围活细胞的数量为2-3个,状态保持不变。

一个周围有三个以上活细胞的活细胞也会死亡。由于缺乏资源,这是一个模拟死亡。

对于一个死细胞,它周围有3个活细胞,它会复活。这是对生物繁殖的模拟。

这样,循环往复。

“生活”继续并不奇怪。令人惊讶的是,即使一开始很混乱,最终也会产生规则的图案(通常是对称的)。

它可以像宇宙飞船一样简单:

它可以像电子钟一样复杂:

玩家可以自由设定规则(上面提到的栗子只是最简单的一个),创造世界上的一切。也可以锁定一个站点的状态,并秘密观察其他站点的变化。

Lenia从康威的人生游戏开始,移动到一个更复杂的距离:例如,这里的状态不仅仅是生存和死亡,从丰富的色彩中可以看出。

陈说列宁娅可以实现除了自我繁殖(reproduction)以外的几乎所有生命所拥有的功能:如稳定状态、新陈代谢、对刺激的反应等。

此外,这里的“生物”可以在自然界中找到它们丢失的“家族”:

所以,陈先生借用了生物学中的分类学来分类他在列宁亚发现的“生物”。在Demo中可以看到一些:

Demo不仅可以按物种查看,还可以按形式选择:

此外,生成方法(Preset)可以改变,许多参数可以调整,可以生成凹凸美观的3D图像:

感兴趣的学生必须尝试一下(门户在文本的底部)。

有什么用?

不仅仅是生物学,陈先生还从物理和有机化学中借用了许多概念来解释列宁娅的作品。

他希望利用列宁娅的力量探索生命的规律,无论是行为还是进化的规律。也希望有一天它能给人工智能的研究带来帮助。

这条路听起来遥远而飘渺。我不知道要花多长时间。但是机器学习领域的科学家也一直在寻找生物智能和人工智能之间的联系:“神经网络的灵感来自动物的中枢神经系统;

韩丁说他会放弃反向传播,因为他在人脑中找不到类似的工作机制。

没有人知道他是否在正确的道路上。然而,列宁亚至少是一条令人愉快的道路。

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