Prírodou inšpirované algoritmy

Rozhodovacie procedúry

Rozhodovanie sprevádza každú činnosť "žijúcich" entít. To, čo daná životná forma kedykoľvek robí, závisí od mnohých vplyvov. Tie môžeme rozdeliť do dvoch kategórií: vnútorné a vonkajšie. V základnej simulácii (BD, Basic Demo) sú len dva : množstvo energie DMT (vnútorný vplyv) a potrava v mriežke (vonkajší vplyv). Všetky vlastnosti definujeme ako binárne, každá môže mať iba dve hodnoty. Pri prvej vlastnosti, DMT má buď "veľa" alebo "málo" energie ("veľa" a "málo" sú zadefinované už na začiatku simulácie). Takéto zadanie vedie k štyrom možným podmienkam :

1. málo energie/potrava neprítomná
2. málo energie/potrava prítomná
3. veľa energie/potrava neprítomná
4. veľa energie/potrava prítomná

Ak tieto podmienky nahradíme binárnymi číslicami dostaneme 00, 01, 10 a 11 (alebo 0, 1, 2 a 3 v desiatkovej sústave). Z toho vyplýva, že DMT sa zakaždým ocitne v jednom z týchto štyroch prípadov a DMT sa musí rozhodnúť, čo za daných podmienok vykoná. Na základe zoznamu týchto podmienok je takisto špecifikovaný zoznam činností, ktoré môže DMT vykonať. V simulácii zoznam obsahuje nasledujúce činnosti:

1. nič - DMT je pasívna
2. zrýchlenie - DMT zrýchli pohyb o jednu jednotku rýchlosti
3. spomalenie - DMT spomalí pohyb o jednu jednotku rýchlosti
4. zastavenie - DMT nastaví rýchlosť na nulu
5. smerovanie k potrave - DMT smeruje k susednému miestu v mriežke s najväčším množstvom potravy. Každé miesto v mriežke má 8 susedných miest. Ak má miesto, v ktorom sa DMT nachádza viac potravy než všetky ostatné susedné miesta v mriežke DMT nespraví nič.
6. smerovanie k cieľu - táto možnosť sa využíva len pri cieľových simuláciách (GBS, viď Goal Based Demo). DMT smeruje k jednému z červených štvorcov, ak sa tento nachádza na jednom z ôsmich susedných štvorcov.
7. otočenie - DMT sa otočí o 180 stupňov
8. náhodné otočenie - DMT sa otočí o náhodný počet stupňov, od 1 do 360
9. smerovanie k susedným korytnačkám - DMT smeruje k susednému miestu v mriežke, na ktorom je najväčší počet DMT. Ak je DMT na mieste, na ktorom sa práve nachádza viac korytnačiek, ako na ktoromkoľvek z ôsmich susedných miest DMT nespraví nič.
10. vzdialenie sa od susedných korytnačiek - DMT smeruje preč od susedného miesta s najväčším počtom DMT. Ak je na mieste, na ktorom sa práve nenachádza viac korytnačiek ako na ktoromkoľvek z ôsmich susedných miest DMT nespraví nič.

Ešte nám ostáva prepojiť podmienky s činnosťami. Každej DMT je priradený "genóm", čo je vlastne zoznam, ktorý špecifikuje činnosti, ktoré majú byť vykonané za jednotlivých podmienok. V tejto simulácii DMT môže vykonať až dve činnosti v danej podmienke. Na začiatku sa genóm každej DMTs náhodne vygeneruje buď s jednou, alebo dvoma činnosťami na jednu podmienku. Príklad náhodného genómu: [3,4] [7,3] [5] [4].

Prvá množina [3,4] súhlasí s vyššie uvedenou prvou podmienkou, málo energie - potrava neprítomná. Keď má DMT málo energie a práve sa nenachádza na mieste s jedlom, najprv o jednu jednotku rýchlosti spomalí a potom zastaví. Činnosti sa môžu navzájom vynulovať ak sú vykonávané pod rovnakou podmienkou, ako napríklad zrýchli a spomaľ.
Tento genóm sa počas života DMT nemení, takže DMT so slabými genómami zahynú skôr než tie s výhodnejším genómom. Populácia DMTs sa môže počas evolúcie genetickým algoritmom zdokonaľovať. Množina podmienok a činností môže byť pre štúdium rôznych aspektov virtuálneho prostredia modifikovaná. Tak je to aj pri Goal Based Demo, na Demo stránke. V Goal Based Demo existujú dve ďalšie vlastnosti okrem Veľa/Málo energie a potrava Prítomná/Neprítomná. Prvá doplnková vlastnosť je "Cieľ blízko/žiadny" a druhá je "Počet dosiahnutých cieľov". Ciele sú označené červenými miestami v mriežke. Ak sa DMT dostane na cieľové miesto, pridá tento cieľ do zoznamu dosiahnutých cieľov. Cieľ je "blízko" ak je cieľom jedno z ôsmich susedných miest. Počet dosiahnutých cieľov je buď "vysoký" alebo "nízky" ("vysoký" a "nízky", sú zadefinované už na začiatku simulácie). Táto DMT sa teraz kedykoľvek môže ocitnúť v jednej zo 16-ich podmienok. Genóm je teraz 4 krát dlhší, ale stále je vytváraný a používaný rovnako. Evolúcia DMTs, ktoré prežijú a nájdu ciele, bude trvať dlhšie než základná simulácia (Basic Demo). Tento evolučný proces je pomalší kvôli zväčšenému priestoru hľadania.