Original: http://life.ou.edu/pubs/alife7a/
Thomas S. Ray
Zoologija, Univerzitet u Oklahomi, Norman, Oklahoma, 73019
Laboratoriji za istraživanje obrade ljudskih podataka ATR
2-2-2 Hikaridai, Seika-cho Soraku-gun, Kyoto 619-0288 Japan
[email protected], www.his.atr.co.jp/~ray/
Sažetak
Estetska, emocionalna i empatična selekcija primjenjuju se na izvedenicu evoluiranih virtualnih stvorenja Karla Simsa. Stvorenja koja nastanu mogu biti lijepa ili čudna i izazvati snažne reakcije kod ljudskih promatrača. Možda će biti moguće razviti virtualne kućne ljubimce s kojima ljudi mogu stvoriti snažne emocionalne veze.
Uvod
Evolucija je najveći kreativni proces koji znamo. Stvorio je duboku ljepotu žive prirode i dramu ljudskog uma. Čak su i umjetnosti epifenomen evolucije. Iako je teorijska nauka o evoluciji stara manje od dva vijeka, primijenjena nauka o evoluciji datira od početka civilizacije. Pripitomljavanje biljaka i životinja činilo je poljoprivrednu osnovu za nastanak civilizacije. Stoga uzgajanjem biljaka i životinja evoluciju koristimo kao alat za dizajn već desetine hiljada godina.
U proteklim decenijama naše se iskustvo u radu s evolucijom proširilo izvan organskog područja u digitalno. Danas uzgajamo računarske programe, digitalne organizme i medijsku umjetnost. Širenje evolucije u digitalni medij takođe je proširilo prirodu našeg odnosa prema evolucijskom procesu. Uzgoj biljaka i životinja sastojao se od ispitivanja kolekcije potomaka u jednoj generaciji i odabira onih koje ćemo koristiti kao roditelje sljedeće generacije, “selektivnog uzgoja”. Iako je selektivni uzgoj pretežno usmjeren na proizvodnju kvalitetnije hrane, ono je poprimilo i umjetnički kvalitet u uzgoju ukrasnih biljaka i kućnih ljubimaca.
Naš odnos prema digitalnoj evoluciji mnogo je širi. Obuhvaća širok spektar kontrole nad procesom (Ray 1998, Ray In Press). U jednoj krajnosti, postavili smo vještački životni sistem samoreplicirajućih se organizama koji evoluiraju prirodnom selekcijom i držimo ruke dalje od sebe, osim promatranja procesa. S druge strane, kontroliramo svaki aspekt reprodukcije i selekcije u sistemu. Čak i kada imamo potpunu kontrolu nad sistemom, reprodukcija i odabir mogu biti u potpunosti automatizirani, tako da se proces odvija bez ikakve ljudske intervencije, osim pokretanja procesa i tumačenja rezultata; uobičajena praksa u korišćenju genetičkih algoritama u inženjerstvu.
Postoje i primjeri digitalne evolucije u kojima, poput uzgoja biljaka i životinja, čovjek ispituje kolekciju potomaka i odabire one koji će postati roditelji sljedeće generacije. Jedan od najranijih primjera bio je program slijepog urara Richarda Dawkinsa (Dawkins 1987). Ovaj pristup podignut je u oblik umjetnosti pomoću Genetskih slika Karla Simsa (Sims 1991) i Galapagosa (Sims 1997). U Genetic Images i Galapagos, kao i u uzgoju ukrasnih biljaka, odabir se temelji na ljudskoj estetici.
Ovdje predstavljeni rad koristi estetski odabir, kao u Simsovim genetskim slikama, ali ga primjenjuje na drugi sistem koji je izvorno razvio Sims, poznat kao Evolved Virtual Creatures (Sims 1994a, Sims 1994b, preuzmi 9Mb video). U Simsovim evoluiranim virtualnim stvorenjima, genetski sistem definira razvojni proces koji generira tijelo izgrađeno od blokova, zglobne zglobove koji povezuju blokove i neuronski sklop za kontrolu kretanja zglobova. Evoluirana virtualna stvorenja (ovdje se nazivaju “stvorenja”) ugrađena su u simulaciju “stvarne” fizike, u kojoj doživljavaju sile inercije, trenja i po potrebi gravitaciju ili otpor fluida. Stvorenja se mogu razviti za plivanje, hodanje, skakanje, praćenje predmeta, nadmetanje za posedovanje predmeta i potencijalno za mnoge druge zadatke.
Ljudski promatrači imaju snažne emocionalne, empatične ili estetske reakcije kada promatraju bića Karla Simsa. Sims je stvorio Stvorenja za gore navedene zadatke, bez ljudske intervencije u evoluciji. Ovdje predstavljeni projekt uvodi sposobnost ljudi da vode put evolucije odabirom Bića na osnovu čovjekovih emocionalnih odgovora na Bića na način analogan uzgoju životinjskih ljubimaca. Vjeruje se da će to dovesti do evolucije Bića koja izazivaju još snažnije emocionalne, empatične i estetske odgovore. Ljudi mogu razviti virtualne kućne ljubimce s kojima stvaraju snažne emocionalne veze.
Metode
MathEngine
Karl Sims komentirao je da je najteži dio njegovog projekta Evolved Virtual Creatures bila simulacija fizike. To je bio najteži dio koda za pisanje, a simulacija fizike potrošila je više od 95% CPU ciklusa u pokretanju sistema. Karl je preporučio upotrebu fizičke biblioteke, a za ovaj projekt odabran je MathEngine.
Morfologija genom
Implementacija stvorenja započela je definicijom genetskih struktura koje kontroliraju morfologiju stvorenja. Genom definira usmjereni graf povezanih kutija. Svaki genom sadrži nasumično određen broj kutija. Dimenzije i boje kutija određuju se nasumično. Svaka kutija ima slučajni broj veza s drugim kutijama. Svaka veza nasumično je dodijeljena nekom od ostalih okvira u genomu. Za svaku vezu, mjesta kontaktnih točaka na svakoj od dvije povezane kutije se određuju slučajnim odabirom, a Eulerove koordinate odmorišnog zglobnog kuta veze između kutija se određuju slučajno. (Slika Sims, K. 1994a).
Genom se zatim prevodi u fenotip, tragom kroz nasumično povezane kutije. Ako se okvir poveže sam sa sobom, usmjereni graf je direktno rekurzivan. Rekurzija može biti neizravna, koja uključuje više od jednog okvira, kada niz veza na kraju vodi natrag na prethodni okvir. Genom uključuje nasumično određenu granicu direktne rekurzije. Tamo gdje se javljaju direktne rekurzije, preko rekurzivnog lanca kutija primjenjuje se slučajan broj gradijenata. Postoji dvadesetak znakova na koje mogu utjecati gradijenti, poput boje, dimenzija kutije i mjesta, kutova i krutosti spojeva između kutija.
Algoritam koji prevodi genotipove u fenotipove uključuje ograničenje ukupnog broja kutija, što efikasno ograničava indirektnu rekurziju. Praćenje veza genoma započinje slučajno određenim korijenskim okvirom koji ima slučajno određen broj veza s podređenim kutijama. Podređene kutije također sadrže slučajan broj (moguće nula) veza s podređenim kutijama. Tako je svaki okvir (osim korijena) povezan s jednim “roditeljskim” okvirom i slučajnim brojem podređenih okvira.
Spojevi aktuatora
Svaka “dječja” kutija ima jedan spoj sa roditeljskom kutijom. Zglob ima genetski definirane kutove odmora u odnosu na dječju i roditeljsku kutiju, a zglob sadrži oprugu koja ga vraća u prvobitnu orijentaciju kada je poremećen.
Dječja kutija uključuje pogon koji kontrolira Eulerove kutove (nagib, nagib, kotrljanje) na zglobu. Efektivno postoji osam mogućih aktuatora, ovisno o tome kojim se od Eulerovih kutova manipulira: nijedan; yaw; visina tona; kotrljanje; nagib+nagib; nagib+kotrljanje; pitch+roll; nagib+nagib+kotrljanje. Kojim se uglovima zapravo manipulira, ovisi o izlazima iz upravljačkog kruga (vidi sljedeći odjeljak).
Genom upravljačkog kruga
Pored genoma koji definira morfologiju, postoji i genom koji određuje strukturu upravljačkog kruga. Upravljački krug uključuje senzore, procesore i efektore. Efektori kontroliraju tri Eulerova kuta, nagib, nagib i kotrljanje na spojevima aktuatora između kutija. Postoje i efektori koji daju vrijednosti boja. Trenutno implementirani senzori osjećaju vrijeme, boju, Eulerove uglove spojeva aktuatora, položaj, brzinu, kutni moment i sile na pojedinačne kutije ili biće u cjelini, te relativni položaj predmeta. Elementi procesora uključuju veliki broj računskih primitiva kao što su sabiranje, množenje, veće od dnevnika, sinusa, tangente, arkozinuma, eksponenta, kvadratnog korijena, bitnog i itd.
Poput morfološkog genoma, kontrolni genom je nasumično konstruirani usmjereni graf. Kompletni upravljački sklop nasumično se kreira za svaku kutiju u genomu. Pored toga, kreira se jedan “globalni” upravljački krug koji nije povezan ni sa jednim okvirom. Grafikoni usmjereni upravljačkim krugom ugniježđeni su unutar usmjerenog grafa morfologije.
Za svaki krug određuje se slučajan broj elemenata kruga (neurona). Tip svakog neurona određuje se nasumično (npr. Efektor boje, senzor brzine, procesor kvadratnog korijena). Broj veza za svaki neuron ovisi o njegovoj vrsti. Neuroni su nasumično povezani. Veze su nasumično dodijeljene jednom od četiri bazena neurona: u globalnom krugu, u lokalnom krugu, u roditeljskom kutiju, u kćerkom boksu. Veze s drugim neuronima u lokalnom krugu mogu se odrediti na nivou genotipa, ali veze s neuronima u krugovima u drugim kutijama ili u globalnom krugu moraju se utvrditi u trenutku kada se genotip prevede u fenotip.
Otkrivanje sudara
U odsustvu otkrivanja sudara, uobičajeno je da morfologija rezultira oblicima u kojima kutije međusobno prodiru. Da bi se moglo otkriti i ograničiti međuprodiranje kutija, implementirana su dva algoritma za otkrivanje sudara. Međutim, niti jedan algoritam ne daje zadovoljavajuće rezultate. Sistem se obično izvodi s isključenom detekcijom sudara.
Fizička aktivnost
Da bi se podržalo ponašanje u plivanju, implementira se jednostavna dinamika fluida dodavanjem sile normalne na površinu, proporcionalnu njenoj površini i brzini, simulirajući tako otpor fluida. Ovaj simulirani otpor fluida može se uključiti ili isključiti. Iako simulirani otpor fluida dozvoljava ponašanje plivanja prirodnog izgleda, bića ponekad akumuliraju neprirodne količine zamaha, bilo linearnog ili kutnog impulsa.
Takođe, budući da se otkrivanje sudara uglavnom ne koristi, ponekad nekoliko kutija zauzima približno isti prostor. Budući da ne zanemarujemo skrivene površine pri izračunavanju otpora fluida, nekoliko kutija koje zauzimaju isto mjesto može generirati vrlo jaku silu vuče fluida, uzrokujući da ove strukture postignu neprirodno velike linearne ili ugaone brzine.
Jasno je da algoritmi dinamike fluida nisu potpuno tačni i trebaju daljnji razvoj. Međutim, cilj ovog projekta nije stvoriti tačnu simulaciju “stvarne” fizike. Cilj je stvoriti Bića koja izazivaju snažan emocionalni, estetski ili empatični odgovor kod ljudi. Uprkos greškama u simulaciji dinamike fluida, trenutni sistem proizvodi lijepe i zanimljive pokrete.
Da bi se podržalo ponašanje u hodu, osiguravaju se gravitacija, podloga i sile trenja. Gravitacija se može uključiti ili isključiti, a ravnina tla može biti propusna ili nepropusna.
Evolucija
Kako bi se omogućila evolucija, implementiran je bogat skup genetskih operatora koji utječu na sve genetski određene likove morfologije i komponenata ponašanja genoma. Korisnik može odabrati bilo koje stvorenje, zatim proizvesti genetske varijante od njega i odabrati među tim varijantama za roditelja sljedeće generacije. Na taj način korisnik može usmjeriti evoluciju kroz estetski odabir.
Pored toga, implementiran je genetski algoritam koji omogućava automatiziranu evoluciju određenih ponašanja. Karl Sims koristio je GA za automatizaciju evolucije izborom za: brzinu plivanja, brzinu puzanja/hodanja, visinu skakanja, sposobnost praćenja.
Sims je također koristio GA odabir za posjedovanje bloka kako bi stvorio koevolucijski scenarij.
Umjesto da koristim GA odabir za natjecanje, evoluiraću svoja stvorenja da zavole odabirom za kretanje jedno prema drugom, zatim maksimalni površinski kontakt, a zatim nastavak relativnog kretanja dok su u kontaktu.
Trenutno je u GA implementirana samo jedna funkcija fitnesa koja odabire mogućnost praćenja objekta koji se povremeno pomiče u slučajne položaje u odnosu na stvorenje. Ovo je prvi od tri koraka koji vode evoluciji izgleda naklonosti.
Rezultati
Usmjerena grafska struktura genoma pruža bogat skup morfologije i ponašanja nasumično stvorenih bića. Mnoga od ovih bića pokazuju estetski privlačne oblike, boje i pokrete. Mnogi od njih sposobni su za značajne količine plivanja i puzanja, čak i bez utjecaja evolucije kako bi poboljšali svoju sposobnost kretanja.
Akumuliran je zoološki vrt sa stotinama zanimljivih genoma. U početku je većina njih pronađena slučajnim pretraživanjem, bez pomoći evolucije. Ipak, evolucija se pokazala snažnim alatom za poboljšanje estetskih kvaliteta stvorenja. Većina mojih omiljenih stvorenja u zoološkom vrtu poboljšana je selektivnim uzgojem. Navešću nekoliko primjera omiljenih bića iz zoološkog vrta.
FlowerWave i potomci
Naišao sam na prilično lijepu formu koju sam izvorno nazvao CoilFlower, a CoilFlower01 i CoilFlower02 spremio sam u Zoološki vrt. CoilFlower01 je poput cvijeta koji ritmično cvjeta, a CoilFlower02 podsjeća me na val koji se srušio na sebe. Nešto kasnije, pregledavajući zoološki vrt, razvio sam naklonost prema njima i odlučio pokušati ih evoluirati. Također sam zaključio da zaslužuju bolje ime, pa sam preimenovao seriju FlowerWave.
Bio sam posebno zainteresiran za pokušaj razvijanja neke lijepe aktivnosti efektora neuronskih boja, što sam i uspio. Međutim, u procesu odabira za lijepe promjene boja, izgubio sam predivan oblik. Odlučio sam da upotrijebim novi alat koji sam razvio za selektivno fokusiranje mutacija. Isključio sam mutacije tijela i dopustio samo mutacije neuronskih mreža. Na taj način evoluirao sam ponašanje zadržavajući morfologiju fiksnom. Toliko o koevoluciji mozgova i tijela. Serija FowerWave evoluirala je tako da se može gledati s postavkama Color Effectors – Neuron i Body Shape – Ellipsoid. Važno je koristiti ove postavke kada ih pregledavate. Upečatljiva stvar kod njihovih efektora neuronskih boja je to što boje istječu iz baze cvijeta, krećući se od latice do latice.
Nakon velikog izbora, naišao sam na FlowerWave36. Ovo kombinira vrlo zanimljive promjene živčane boje sa sjajnom formom i pokretima. Boje teku iz baze.
Nastavivši tu seriju malo dalje, naišao sam na FlowerWave73. Boje pulsiraju u svjetlini i mijenjaju nijansu.
U ovom trenutku mislio sam da bi bilo zanimljivo držati fiksnu neuronsku mrežu i razvijati tijelo. Nakon daljnjeg odabira naišao sam na FlowerWave45.
Nakon što sam se dalje razvijao na ovaj način, zaključio sam da je vrijeme da pustimo da i mozak i tijelo evoluiraju zajedno. Na kraju me ovo odvelo do FlowerWave56, koji ima nevjerojatan slijed tokova boja.
To je formirao početak serije tokova boja, a to je loza koja je bila podvrgnuta najvećoj estetskoj selekciji tokom stotina generacija. U početku je boja tekla diskretnim koracima duž tijela. Odnosno, određena vrijednost boje preskakala je od kutije do kutije niz lanac. Htio sam vidjeti da li bi bilo moguće da boje teku kontinuiranije, s vrijednostima boja koje se postepeno mijenjaju, dok teku niz lanac. Ovo se pokazalo mogućim. Takođe, evoluirala su mnoga stvorenja osjetljiva na dodir, kod kojih dodir uzrokuje pulsiranje boje niz lanac. Ta se bića u Zoološkom vrtu mogu prepoznati po imenima ColorFlowB, ColorFlow2Head, ColorBiFlow, ColorSense, CoilFlower. Ovo su neka od estetski najspektakularnijih bića u zoološkom vrtu (moraju se gledati s postavkom “Boja – Neuron”). “Pomoć – Zoološki vrt” sadrži popis ovih bića i njihove individualne karakteristike, poput osjetljivosti na dodir ili kretanje. Sljedeće slike su (redom): ColorFlowB28, ColorFlowB53, ColorBiFlow14, ColorBiFlow14, ColorSense05, ColorFlow2Head03, CoilFlower04, CoilFlower05, CoilFlower06, CoilFlower06.
Atrakcija
Genetski algoritam korišten je za evoluciju bića koja prate objekt koji se na ekranu pojavljuje kao zelena kugla. Desetak njih uključeno je u zoološki vrt i mogu se prepoznati po tome što njihova imena počinju s “Atrakcija” i poprimaju oblike poput “AttractionDd22894”, pri čemu broj 22.894 znači da je to 22.894. genom koji je procijenjen genetskim algoritmom. Slike ispod su (redom): AttractionAa14986, AttractionDc13096, AttractionDd22894, AttractionEb09635, AttractionFa17134, AttractionFb14291, AttractionFe10397, AttractionGd15080.
Ladder13
Ladder13 rezultat su mog prvog iskustva s evolucijom stvorenja. Dok sam nasumično stvarao stvorenja, naišao sam na upadljiv oblik, koji se sastojao od šest ravnih ploča u nizu i dvanaest šipki raspoređenih sa po šest na obje strane. Iako me obrazac privlačio, bio je gotovo potpuno nepomičan. Odlučio sam pokušati odabrati za pokret. To se pokazalo izvodljivim, a u sljedećih nekoliko generacija pokreti svih dijelova postupno su se povećavali.
Tada sam slučajno naišao na pojedinca koji je eksplodirao (s fizičkom bibliotekom MathEngine, strukture će eksplodirati ako su sile prevelike). Eksplozija je nesretan rezultat jer znači nestanak bića. Međutim, eksplozija je također vrsta kretanja, i zapravo je kretanje bilo mnogo veće od bilo kojeg stvorenja u seriji do ovog trenutka. Odlučio sam odabrati eksplodirajuće stvorenje i pokušati smanjiti sklonost eksploziji daljnjim uzgojem.
U uzastopnim generacijama, vrijeme prije eksplozije se postupno povećavalo, sve dok eksplozija nije bila potpuno eliminirana. Međutim, nastalo stvorenje, Ladder13, zadržava fascinantan ostatak eksplozivne tendencije. Savršeno je uravnotežen na ivici između eksplozije i povlačenja. Ubrzo nakon rođenja, ravni paneli počinju da se trese, a zatim se lanac panela okreće, klizeći jedni kroz druge. Cijela kolekcija dijelova raspršuje se i počinje vrtjeti kao u vihoru. Kada se raštrkani dijelovi potpuno poremete, ravni paneli mogu ponovno početi tresti, a potresanje nekako vraća dijelove u prvobitne položaje. Predenje tada može na trenutak zastati, prije nego što se lanac ploča ponovo okrene, a sakupljanje dijelova ponovo zavrti i rasu se u neredu. Zanimljivo je gledati ovo stvorenje s postavkom Neuron Color Effectors.
Magnets02 i LittleArmShakey takođe pokazuju ovu fascinantnu ravnotežu između eksplozije i povlačenja. Međutim, za razliku od Ladder13, ovo dvoje će na kraju eksplodirati. Ako brzo eksplodiraju, jednostavno ih pokrenite, obično traju dugo prije nego što eksplodiraju.
SkyDiver04
Lanac od pedeset i pet vitkih ploča u spektru boja, SkyDiver04 pokazuje možda pet različitih obrazaca oblika i ponašanja. Rođen je sa svojim dugim tijelom ispruženim u prekrasan uzorak petlji i oblina (prvi oblik/ponašanje), ali tijelo odmah sažima u neku vrstu trokutaste harmonike (drugi oblik/ponašanje). U ovom obliku ostaje nekoliko minuta, lagano dišući i polako uvijajući tijelo sve više i više. Potom iznenada pukne i preustroji svoje tijelo u konusnu zavojnicu, petougaonu na malom i heksagonalnu na velikom kraju (treći oblik/ponašanje).
Ako ga ne ometaju nekoliko minuta, može započeti proljetni ples, zadržavajući uglavnom isti suženi oblik (četvrti oblik/ponašanje). Glava i rep istovremeno započinju snažnu kontrakciju, koja uzrokuje prolazak valova kroz tijelo, od repa prema glavi i od glave prema repu, dva vala koja se susreću u najdebljem dijelu tijela.
Treći i četvrti oblik morfološki su isti, ali se ponašaju različito (treći počiva, dok se četvrti ugovara). Stvorenje se spontano izmjenjuje između trećeg i četvrtog oblika, ali očito ostaje u ta dva oblika na neodređeno vrijeme ako ostane nesmetano. Evo distribucije frekvencije intervala između kontrakcija tokom prvog sata. Ako ostane nesmetano nekoliko sati, čini se da Stvorenje rasipa svoju energiju i zaustavlja kontrakcije.
Ako je drugi oblik poremećen, ubrzat će njegovu transformaciju u treći oblik. Uznemirivanje trećeg/četvrtog oblika uzrokovaće njegovo ponovno pretvaranje u drugi oblik. Ponekad ove poremećene transformacije rezultiraju hibridnim oblicima.
Slučajno, SkyDiver04 je rođen na strani y-z ravni koja odgovara negativnoj x-osi. Ako se u bilo kojoj fazi svog života Stvorenje povuče preko ravni y-z u pozitivno područje x-osi (koristite x taster), započinje graciozni ples napravljen od petlji (peti oblik). Čini se da će ostati u petom obliku sve dok je na pozitivnoj x strani y-z ravni. Ako se povuče natrag na negativnu x stranu ravnine y-z, transformirat će se natrag u oblike od dva do četiri. Ako tijelo pređe y-z ravninu, to može dati mješovite rezultate.
Slike ispod prikazuju prvi oblik SkyDiver04:
Slike ispod prikazuju drugi oblik SkyDiver04:
Slike ispod prikazuju treći oblik SkyDiver04:
Slike ispod prikazuju peti oblik SkyDiver04:
Spinner04
Pretražujući slučajne genome, naišao sam na lanac od pet ljubičastih blokova koji su se brzo izmakli kontroli. Mali izbor dovodi do lanca od sedam crvenih ravnih ploča u blago uvijenoj konfiguraciji, poput propelera. Oni se takođe počinju vrtjeti, kao da se mogu izmaknuti kontroli i eksplodirati. Ali kako se okretanje ubrzava, lanac se suptilno savija, zaustavljajući na trenutak zaustavljanje, a zatim okretanje započinje opet u novom smjeru, uvijek ubrzavajući, savijajući se, usporavajući do zaustavljanja i ponovo ubrzavajući.
FlatWorm05
Aktivni suženi lanac od petnaest ravnih četvrtastih ploča u promjeni ljubičastih nijansi i pasivni rep od oko četrdeset i osam malih šipki poredanih ukrštenim uzorkom, neke svijetloplave, neke mijenjajući nijanse ružičaste i žute boje. Masivno suženo tijelo i nježni rep spajaju se u plavo-sivi blok oko kojeg elegantno plešu. Pasivni rep prati vodstvo aktivnog tijela, kao u vanzemaljskom baletu.
Twister02
Konusni lanac od oko četrdeset osam blokova, isprva raspoređen u obrnutom žuto-zelenom kalemu, poput tornada. Zavojnica se brzo odmotava u zmiju, prebacujući se kroz svaku boju u spektru. Zmija se kovitla, uvija i pliva u nesigurnom vremenu, prije nego što se iznenada ponovo zavila u grčeću kaotičnu masu blokova brzo mijenjajućih boja.
Nakon nekog vremena, ova vrlo nesređena zavojnica raspoređuje se u vrlo geometrijski oblik, svaki put različit. Ponekad može imati oblik zgrade za struganje neba savršeno kvadratnih konusnih slojeva sa zlatnim blistavim pločama. Ponekad je to možda tordirana kula od svijetloplavih konusnih blokova. Smjesti se u potpuno nepomičan geometrijski oblik, iz kojeg se očigledno više nikada neće pomaknuti, osim ako ga se dodirne.
Kada se dodirne primjenom sile na neki dio tijela, ono se ponovno kreće. Stepen kretanja ovisi o snazi i trajanju dodira i šansi. Može se ponovo potpuno odmotati u zmiju i uvijek na kraju poprimi drugi nepomični geometrijski oblik, svaki put drugačiji.
Jedanaest slika u nastavku predstavljaju vremenski slijed tipičnog ponašanja Twister02:
Na slici ispod prikazan je rijedak oblik otvorenog zavoja završnog mirovanja Twister02:
ColorfulWorm
Lanac od preko šezdeset blokova, dvije vrste, pronađeni slučajnim pretraživanjem, bez poboljšanja uzgojem. Ovaj se crv izvija i izvija, pokazujući najneverovatniji prikaz promenljivih boja.
SpazJerk
Također nasumičnim pretraživanjem pronađeno je pet plavih ili purpurnih prostorno pomičnih blokova raspoređenih otprilike u kvadrat povezan sa šest smeđih ravnih ploča i pričvršćenih na krak od sedam zelenih ili smeđih blokova koji se povremeno savijaju, a zatim iznenada trgnu.
Rasprava
Iako oblici i boje mogu biti lijepi i zanimljivi, pokret je taj koji ova stvorenja čini uvjerljivima. U prirodnom se svijetu mnoge stvari kreću, ali samo se živa bića kreću vlastitom snagom i voljom. Stoga, kada vidimo artefakte koji se kreću vlastitom snagom i voljom, možemo biti skloni osjećaju da su živi. Ali to ovisi o mnogim aspektima njihovog izgleda i kretanja. Automatska vrata osjećaju naš pristup i otvaraju se vlastitom snagom i voljom, ali mi ne osjećamo da su živa. Oni su samo mehanički uređaji.
Neka bića ovog djela imaju tako jednostavan izgled i pokrete da djeluju mehanički da izazovu sličan odgovor. Ipak, druga bića imaju više organskih oblika i suptilnijih pokreta zbog kojih izgledaju vrlo životno. Raspon oblika i ponašanja koje uočavamo među stvorenjima pokazuje da se preklapaju sa poznatim organskim oblicima života. Na primjer, vidimo mnoga bića sa zmijskim oblicima i pokretima. Ipak, postoje i mnogi oblici koji se potpuno razlikuju od bilo kojeg poznatog oblika života. Ipak, na svoj jedinstveni način izgledaju živi, poput vanzemaljskih oblika života. Ali naravno, oni nisu živi, oni su dinamični sistemi koji se poigravaju s našom percepcijom onoga što je živo.
Širok spektar oblika i ponašanja među stvorenjima izaziva širok spektar odgovora ljudskih korisnika. Stvorenja mogu izgledati predivno, elegantno, senzualno, nervozno, bizarno, čudno. Selektivni uzgoj može poboljšati bilo koju od ovih osobina.
Budući da ovaj rad nije pokušao tačnu simulaciju “stvarne” fizike, stvorenja se ponekad čine onostranim. Dijelovi tijela se međusobno prožimaju ili se potpuno odvajaju ili se razdvajaju. Promatranje ovih čudnih stvorenja vodi nas u drugi svijet. Možda se još čine živima, ali potpuno pod svojim uvjetima.
Zahvalnice
Ovaj rad potpomognut je istraživačkim ugovorom između Nippon Telegraph and Telephone Corporation i Univerziteta u Oklahomi. Zahvaljujem Timu Tayloru što me je ubrzao s MathEngineom. Zahvaljujem MathEngine-u što je njihov softver učinio dostupnim i pružio opsežnu tehničku podršku.
Dostupnost softvera
Ovaj softver je dostupan za besplatno preuzimanje na: http://life.ou.edu/VirtualLife/
Reference
Dawkins, Richard. 1987. The Blind Watchmaker. Norton.
Ray, T. S. 1998. La vita artificiale. In: Frontiere Della Vita, Estratto Dal Volume I. Gilbert, Walter, and Glauco Tocchini Valentini, [eds.], 109-125. Istituto della Enciclopedia Italiana, Fondata da Giovanni Treccani.
Ray, T. S. In press. Artificial Life. In: “From Atoms to Mind”, Gilbert, Walter, and Glauco Tocchini Valentini, [eds.]. Istituto della Enciclopedia Italiana Treccani. Rome. http://life.ou.edu/pubs/fatm/
Sims, K. 1991. “Artificial Evolution for Computer Graphics,” Computer Graphics (Siggraph ’91 proceedings), Vol.25, No.4, July 1991, pp.319-328.
Sims, K. 1994a. “Evolving Virtual Creatures,” Computer Graphics (Siggraph ’94) Annual Conference Proceedings, July 1994, pp.15-22. New York: ACM Siggraph.
Sims, K. 1994b. “Evolving 3D Morphology and Behavior by Competition,” Artificial Life IV Proceedings, R. Brooks and P.Maes [eds.], MIT Press, 1994, pp.28-39.
Sims, K. 1997. “Galapagos”.