Prírodou inšpirované algoritmy

Krátke Intro

Všetko to začalo v roku 1996, keď softvérová spoločnosť z mesta Cambridge, Anglicko, vypustila do sveta počítačovú hru Creatures. Jej dej sa odohráva v interaktívnom svete Albia, kde sa môžu rôzne formy virtuálneho sveta stretávať, hrať alebo rozmnožovať. Úlohou hráča je starať sa o kreslenú postavičku - Norn a pomáhať jej prekonávať rozličné nástrahy jej virtuálneho života. Za kreslenou postavičkou sa však skrýva fascinujúca sieť komplikovaných programov.

Stephen Grand, ich autor, si uvedomil, že budovanie niečoho, čo by malo známky inteligencie, len na základe pravidiel by asi nebolo práve to najlepšie. Preto sa rozhodol vybudovať Norna tak, ako sa o to snažila príroda - zdola nahor. Ale čakať kým by evolúcia priniesla ovocie v podobe vhodnej bytosti pre svoju hru, by trvalo dosť dlho a tak sa rozhodol tento proces urýchliť. Svojim zvieratkám daroval vyše 300 génov, ktoré popisovali všetko od mozgu po biochémiu. Nechcel programovať každý zlomok života svojich stvorení, namiesto toho ich vytvoril úplne autonómnych. Dal im základné inštinkty a potreby ako potreba jesť, dýchať, rozmnožovať sa a vyhýbať sa bolesti. Vybavil ich schopnosťou učenia a dúfal, že zložité chovanie sa dostaví samo (vyemerguje).

Mozog je neurónová sieť s veľkým množstvom uzlov (neurón) s ešte väčším množstvom spojení (dendritov). Každý neurón má jeden alebo viacero vstupov, ktoré vyšlú signál iným neurónom, keď daný vstup presiahne istý prah. Aj keď neurónové siete sú známe a používane niekoľko rokov, neobsahovali vlastnosti, ktoré Grand potreboval. Jeho príspevok spočíval v rozdelení mozgu na laloky.

Ako Norn objavuje Albiu, stretáva sa s množstvom objektov, ktoré môže vidieť, ohmatať, počuť, cítiť alebo ochutnať. Takýto vnem putuje do príslušného laloku, ktorý obsahuje neuróny pre všetky objekty z Albie, od mrkvy, cez jedovaté rastliny, až po iných Nornov. Frekvencia a intenzita vnemov ovplyvňuje chovanie Norna. Jeho pozornosť je potom smerovaná k najsilnejšiemu vnemu.

Štruktúra a prahy neurónovej siete nie je daná pevne. Ich vlastnosti sa časom menia podľa skúseností, ktoré Norn počas svojho života mal. To umožňuje Nornovi učiť sa a reagovať na nové udalosti podľa predchádzajúcich skúseností.

Ďalšou novinkou, ktorú priniesol Norn je biochémia. Intenzita Nornových potrieb je závislá na hladine chemikálií v jeho tele. Podobne ako reálne hormóny, či enzýmy aj tieto putujú telom a ovplyvňujú chovanie a rozhodovanie. Sú vylučované chemoemitormi a monitorované chemoemitormi, ktoré sú podobne ako receptory priamo naviazané na neurónovú sieť. Čím je vyššia hladina istej chemikálie, tým je vyššia intenzita potreby, ktorá je na danú chemikáliu naviazaná. Norn sa potom svojím chovaním snaží tieto potreby vyplniť.

Keď sa Norn narodí, má iba pár inštinktov, ako nutnosť preskúmavať okolie a snažiť sa jesť malé veci. Tieto inštinkty nie sú vopred dané, ale sú "naučené" ešte pred narodením. Toto je úlohou genetiky. Takže ak Norn po narodení začne so svojím skúmaním a v jeho okolí sa vyskytne nejaká potrava, napríklad mrkva, Norn ju inštinktívne zje.