Framsticks – o projekcie: cel i zakres 

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?"