Prírodou inšpirované algoritmy

študijné materiály pre projekt mobilnej triedy umelej inteligencie

Späť ku kurzom triedy
Obsah
Úvod
Prostredie
Genetika
Fyfziológia
Nervový systém a učenie
Správanie
Simulátor
Linky
Literatúra



Ostatné kapitoly
LEE
Framsticks
EINSTein
Nerve garden
Poly World
Simulácia evolúcie rozhodovania
Nornovia
Creatures 3
Primordial Life
Core War
Desktop Garp
Tierra
Avida


Tutoriály
 Celulárne automaty
 Morfogenéza
 Simulátory
 Evolučné algoritmy
 Chaos
 Roboty
 Rôzne


Fyfziológia

Ako už bolo uvedené, fyziológia organizmu je daná geneticky. Veľkosť organizmu priamo ovplyvňuje množstvo energie, ktoré môže organizmus uchovať. Ak prípustná veľkosť organizmu medzi minSize a maxSize a jeho prípustná energetická kapacita medzi minECap a maxECap, skutočnú energetickú kapacitu ECap vyjadríme ako:

ECap = minECap + (size - minSize)*(maxECap - minECap)/(maxSize - minSize)

Podobná lineárna závislosť platí medzi veľkosťou organizmu a rýchlosťou, ktorou spotrebúva energiu pri pohybe, čo je nevýhoda veľkosti. Naopak veľkosť sa prejaví ako výhoda počas súboja dvoch organizmov. Sila organizmu tiež vplýva na spotrebu energie a je výhodou pri boji. Od sily priamo závisí miera energie využitá v jednom časovom cykle (je zvyčajne v rozsahu od 0.5 do 2.0) a úbytok energie obete pri útoku.

Energia spotrebovaná nervovou činnosťou organizmu závisí lineárne od počtu neurónov a od počtu synapsií. Maximálny počet neurónov a synapsií je daný riadiacimi parametrami sveta, ktoré sú špecifikované v súbore worldfile. Spotreba energie nervovou činnosťou sa vypočítava relatívne k danému maximu. Všeobecne dané činitele energetickej konverzie neurónu a synapsie sa potom násobia ich počtom, čím sa získa aktuálna spotreba energie v príslušnom časovom cykle. Podobné činitele energetickej konverzie existujú aj pre každý zo siedmych prejavov správania (jedenie, párenie, boj, pohyb, otáčanie, zameriavanie a svietenie). Celková spotreba energie v časovom cykle je potom suma súčinov aktivity zodpovedajúceho výstupného neurónu (0.0 až 1.0) a príslušného činiteľa energetickej konverzie, plus spotreba energie nervovou činnosťou, plus napevno špecifikovateľný únik energie. Táto suma je nakoniec kalibrovaná podľa sily organizmu.

Je evidentné, že malé a slabé organizmy sú energeticky nenáročné, naopak veľké a silné organizmy majú výhodu pri predácii. Veľkosť tiež znamená celkovo väčšiu kapacitu na uloženie energie, organizmus má teda k dispozícii viac energie na prejavy správania vrátane rozmnožovania. Súhra týchto dvoch protichodných výhod je podnetom na vytvorenie vhodného miesta na osídlenie, ktoré sa časom mení. Podobný dvojstranný nátlak na množstvo vstupných zrakových neurónov je medzi spotrebou energie a „ostrosťou“ zraku.

V každom organizme existujú dva druhy uchovanej energie – tzv. health a food-value energia (možno voľne preložiť ako „životná energia“ a „vyživovacia energia“). Obidva druhy energie sa dopĺňajú prijímaním potravy. Obidva sa vyčerpávajú nervovou činnosťou a rôznymi prejavmi správania. Avšak ak je organizmus napadnutý, útokom klesá len jeho životná energia. Ak táto energia dosiahne nulovú hodnotu, organizmus zomrie. Mŕtvy organizmus sa premieňa na element potravy obsahujúci množstvo energie, ktoré mal organizmus uložené vo forme vyživovacej energie. Táto separácia životnej energie od vyživovacej robí vzťah predátora a koristi takmer prirodzeným, nakoľko je možné zabiť organizmus znížením jeho životnej energie na nulu, zatiaľ čo ešte stále obsahuje dosť veľkú energiu využiteľnú pre útočníka.

Vyživovacia energia organizmu je stále väčšia alebo rovná jeho životnej energii. Organizmus si teda najprv dopĺňa vyživovaciu energiu a až keď tá dosiahne svoju kapacitu, začne si dopĺňať životnú energiu. Obidva druhy energie majú rovnakú maximálnu kapacitu. Navyše životná energia je jedným zo vstupov do nervovej siete (pozri časť Nervový systém) a používa sa aj na výpočet množstva energie odovzdávaného potomkovi.

Pre účely grafického zobrazenia organizmu, dĺžka a šírka je kalibrovaná podľa druhej mocniny jeho maximálnej rýchlosti, dĺžka priamo a šírka nepriamo úmerne. Preto sú rýchlejšie indivíduá dlhšie a tenšie, zatiaľ čo tie pomalšie kratšie a hrubšie. Dôsledkom takýchto vzťahov by mohla byť napríklad schopnosť organizmu odhadnúť maximálnu rýchlosť iného organizmu podľa jeho vzhľadu.

Hore
Kontakt: Marek Bundzel