Prírodou inšpirované algoritmy

Projekty Karla Simsa

Interaktívna Evolúcia

V roku 1993 Karl Sims predstavil svoj projekt s názvom Genetic Images. Jednalo sa o čosi ako výstavu abstraktných obrazov, návštevníci ju mohli zhliadnuť napríklad v Paríži, či Los Angeles.

Výstava Genetic Images

Návštevníci výstavy Genetic Images sú svedkami počítačmi simulovanej evolúcie : evolúcie obrazov. Nie sú však len pozorovateľmi, zároveň riadia jej smer.

Proces prebieha asi takto : počítač zobrazí na 16-tich obrazovkách populáciu obrazov. Potom samotní diváci rozhodnú, ktoré z nich prežijú do ďalšej generácie tak, že sa jednoducho postavia pred obraz, ktorý považujú za estetický. Obrazy, ktoré nie sú ľuďmi zvolené sa odstránia a nahradia potomkami zvolených obrazov. Nové obrazy sú vznikajú rôznymi kombináciami zvolených obrazov. Tento prístup predstavuje simulovanú evolúciu ,kde diváci interaktívne určujú kvalitu/vhodnosť obrazov svojim postojom. Ako tento cyklus pokračuje, populácia obrazov napreduje k čoraz zaujímavejším a estetickejším vizuálnym efektom. Diváci teda v podstate určujú smer evolúcie k novým populáciám.

Tento príklad predstavuje neobyčajnú spoluprácu medzi človekom a strojom : človek poskytuje informácie o vizuálnej estetickosti obrazu, zatiaľ čo počítač disponuje matematickými schopnosťami na generovanie, zlučovanie a mutovanie komplexných textúr a vzorov. Samotné počítače sú schopné iba náhodných experimentov, bez zmyslu pre estetiku - a práve preto kombinácia človeka a stroja umožňuje generovanie neobyčajných výsledkov.

Medzi vyvíjajúcimi sa obrazmi a biologickými systémami je možné nájsť určitú podobnosť. Obe sú syntetizované z genetických popisov a obe sú vystavené pôsobeniu evolučných síl. Organizmus rastie tak ako to má zakódované v jeho DNA. Analogicky, tieto obrazy sú generované inštrukciami vo forme zakódovaných matematických rovníc. Zdrojový kód obrázkov predstavuje genotyp (alebo DNA) a výsledný obrázok predstavuje fenotyp.

GALAPAGOS

Výstava Galapagos

Galápagos predstavuje počítačom simulovanú evolúciu virtuálnych "organizmov." Dvanásť počítačov simuluje rast a správanie sa populácie abstraktných animovaných foriem života a zobrazuje ich na dvanástich obrazovkách. Divák participuje na výstave vyberaním tých organizmov, ktoré sa mu zdajú čo najviac esteticky príťažlivé, a podobne ako v prípade evolúcie obrazov sa postaví do poľa senzorov pred obrazom. Zaujímavé tvory teda prežívajú, krížia sa, mutujú a reprodukujú sa. Tie, ktoré nie sú medzi zvolenými budú odstránené, a ich počítače budú obývané novo vygenerovanými jedincami. V niektorých prípadoch sa mutácia vyvinie priaznivým smerov a vzniknú tak noví, jedinci ktorí upútavajú viac a viac divákov.

Niekoľko príkladov evolúcie bytostí v Galapagos

Takýto proces umelej evolúcie môže byť zaujímavý z dvoch príčin. Po prvé, má potenciál vytvárať také výsledky, ktoré by sme nedostali žiadnym iným spôsobom, po druhé poskytuje jedinečnú možnosť na štúdium evolúcie v živých systémoch.

Charles Darwin navštívil Galapágy v roku 1835 a jeho hypotézy o evolúcii boli inšpirované práve nezvyčajnou rozmanitosťou životných foriem. Izolácia týchto ostrovov od okolia spôsobila vznik relatívne nezávislého evolučného systému, ktorý mohol pozorovať.