Cel i zakres badań
Celem eksperymentów jest zbadanie możliwości ewolucji, której poddane są stworzenia w warunkach symulowanych, możliwie zbliżonych do warunków życia na Ziemi. Obejmują one trójwymiarowe środowisko, fakt opisu organizmów przez genotyp determinujący budowę struktury fizycznej i sieci neuronowej, pętlę przetwarzania bodźców (środowisko – receptory – mózg – efektory – środowisko), operacje rekonfiguracji genotypów (mutacje, krzyżowanie, naprawa), wymagania energetyczne i bilans energetyczny oraz specjalizację.
Symulator pozwala na badanie zarówno ewolucji ukierunkowanej (dane kryterium dopasowania) jak i swobodnej/otwartej (brak takiego kryterium). W przypadku ukierunkowania możliwe jest "hodowanie" stworzeń cechujących się pożądanymi właściwościami, np. prostą budową i łatwością poruszania się, dużą wytrzymałością, zdolnością do poruszania się w środowiskach wodnym i lądowym, poszukiwaniem pożywienia, podążaniem za celami, unikaniem wrogów i wieloma innymi. System pozwala też użytkownikom tworzyć inne definicje eksperymentów, które prowadzić mogą do zaskakujących rezultatów i wykształcenia niezwykle złożonych zachowań.
Innym aspektem badanym w projekcie jest wpływ reprezentacji (opisu) osobników, operatorów rekonfiguracji i reguł tworzenia osobników na wyniki ewolucji i charakterystykę budowy powstałych stworzeń.
Najistotniejszym elementem prowadzonych badań jest poznanie i ocena możliwości procesów ewolucyjnych, w tym także z ewolucją nieukierunkowaną (co dotychczas nie było badane w tak złożonych warunkach środowiskowych i symulacyjnych).
Możliwości systemu
Framsticks posiada rozbudowany, uniwersalny symulator o szerokich możliwościach, na które składa się:
- Trójwymiarowa, mechaniczna symulacja sztucznego świata:
- Stworzeń z wykorzystaniem metody elementów skończonych
- Specjalizacji ich kończyn – tarcia, wytrzymałości, zdolności zdobywania energii przez asymilację, wchłanianie itd.
- Płaskiego podłoża, terenu składającego się z bloków/wzgórz o różnej wysokości i środowiska wodnego
- Kolizji niedestrukcyjnych i destrukcyjnych
- Możliwość interakcji użytkownika w symulowany świat (przenoszenie stworzeń, umieszczanie porcji energii, ożywianie i uśmiercanie osobników)
- Dwa tryby: Mechastick (szybka symulacja, elastyczność) i ODE (dokładna symulacja, bryła sztywna)
- Symulacja sterowania ("mózgu") stworzeń:
- Sieci neuronowej o dowolnej topologii, złożonej z dowolnych neuronów
- Interakcji ze środowiskiem: receptorów (zmysłu dotyku, równowagi i lokalizacji energii) i efektorów (mięśni poruszających stworzenie, sterowanych jego siecią neuronową)
- Ewoluowalnej komunikacji (sygnałów, nadajników, odbiorników)
- Nowych typów neuronów definiowanych przez użytkownika
- Ewolucja:
- Utrzymywanie zbioru genotypów pogrupowanych w pule genów
- Utrzymywanie zbioru osobników pogrupowanych w populacje
- Wiele sposobów opisania osobników (reprezentacje genetyczne)
- Modyfikacja opisów stworzeń przy pomocy krzyżowania i mutacji
- Ocenianie organizmów pod kątem wielu kryteriów (czasu życia, prędkości itd.)
- Utrzymywanie bilansu energetycznego stworzeń (zysków i zużycia energii na poszczególne czynności)
- Język skryptowy pozwalający na modyfikację i rozbudowę systemu, tworzenie własnych definicji eksperymentów, własnych rodzajów neuronów, własnych funkcji oceny, makrodefinicji, sposobów wizualizacji, itd.
- Parametryzacja większości operacji, środowiska, zasad symulacji i ewolucji, sposobu działania systemu
- Interfejs graficzny dla Windows, tekstowy dla dowolnego systemu, architektura klient-serwer
Kierunki badań
- różne sposoby opisu genotypowego stworzeń, w tym opis rozwojowy, umożlwiający efektywne kodowanie ciała i mózgu
- sieciowy interfejs w JAVA oddzielony od symulatora
- tworzenie definicji eksperymentów dla nieograniczonej, spontanicznej ewolucji i biologicznie uzasadnionej symulacji ekosystemów
- dodatkowe rodzaje receptorów
- ewolucja komunikacji
- ewolucja rozproszona w sieci; Centrum Eksperymentatora Framsticks
- deweloperzy powinni zapoznać się z Framsticks Development Center.
Wywiad: "Sztuczne Życie, Sztuczna Inteligencja – co nas czeka w przyszłości?"