Nein, Sie müssen nicht sofort nach Ihrem Insektenvertilgungspray suchen.
Diese Ameise ist, als Conways
Leben oder Silvermans
WireWorld nur ein zellularer Automat.
Es ist sogar einer der einfachsten zellularen Automaten.
Wie mit Leben und WireWorld, war es die Zeitschrift Scientific American, mit einen Artikel durch Ian Stewart in der Juli 1994 Ausgabe, die diese Ameise zur Öffentlichkeit bracht.
Aber der Ursprung geht zurück zu den achtziger Jahren, wenn
Chris Langton vom Santa Fe Institut versuchte zu prüfen, daß einfachen Richtlinien, die an einem dynamischen System angewendet werden, ein Verhalten erzeugen können, das so kompliziert ist, wie das dargestellt durch lebende Organismen.
Schließlich wurde diese kleine "Ameise" der Ausgangspunkt einem neuen und aufregenden multidisziplinären Forschungsfeld, als Chris Langton in 1989 seinen Artikel
Artificial Life veröffentlichte.
Alife oder sogar kürzer,
AL wurde für Entwicklungsbiologie, Ökologie, Biochemie, Informatik, ... ziemlich interessant.
In seinem 1989 Artikel definierte Chris Langton ALife wie
"a synthetic approach to studying Life-as-it-could-be and viewing Life-as-it-is within a larger context" ("eine synthetische Annäherung an das Studium von Leben-wie-es-sein-könnte und das Betrachten von Leben-wie-es-ist innerhalb eines größeren Kontext").
Irgendwie (und nicht nur durch das "künstliche"), hängt ALife mit künstlicher Intelligenz zusammen, in anderen Weisen ist es aber ziemlich unterschiedlich von die künstliche Intelligenz Forschung.
Mit etwas Verallgemeinerung könnte man sagen, daß ALife Computerprogramme über Natur modelliert, während die Leute der künstlichen Intelligenz häufig versuchen das natürliche Gehirn als Computerprogramm zu modellieren.
Die Resultate dieses neues Studium sind ziemlich spärlich bis jetzt.
Gegenwärtige Anwendungen dieser Techniken schließen anpassungsfähige Programme ein, die Benutzerpräferenzen erlernen können, die bessere Antworten in Komputerspielen geben, realistischere Filmanimationen ermöglichen, Netzroboter entwickeln, die intelligent das Internet folgen und die Studie von evolutionare Prozessen.
Tierra, zum Beispiel durch den Ökologe Tom Ray entwickelt, ist ein erstaunliches einfaches aber sehr attraktives Modell für die Studie von evolutionare Prozessen.
Mit Hilfe solcher Programme können wir, wie es war, die Entwicklung, wieder geschehen lassen.
Die Ameise lebt auf einem endlosen Rasterfeld, bestanden aus "weißen" (
) Zellen.
Für diese Demonstration ist die Welt der Ameise auf 80 x 80 Zellen (oder 64 x 64, wenn Sie diese Seiten auf einem 800 x 600 Schirm ansehen) beschränkt, wobei den Rändern ein anders berühren.
Die Ameise wird durch ein "dunkles" (
) Quadrat dargestellt.
Mit jedem Zeitschritt verschiebt die Ameise sich:
- wenn sie auf einem "Weißen" Feld ist ( ) dreht die Ameise 90 Grad rechts um.
- wenn sie auf einem "Schwarzen" Feld ist ( ) dreht die Ameise 90 Grad nach links um,
- weil sie auf das folgende Quadrat geht, ändert sie das Feld von Licht zu Dunkel ( wird ) oder umgekehrt ( wird )
Mit diesen sehr einfachen Regeln, verwirrt diese Ameise immer noch Mathematiker.
Sie kreiert in der Tat
Chaos, aber auch
Ordnung.
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Ein symmetrisches Bild (nach ungefähr 500 Zeitschritten) |
Ein Chaos (nach ungefähr 5000 Zeitschritten) |
Am Anfang scheint die Ameise sich eher chaotisch zu bewegen.
Danach von Schritt 500 ungefähr zum Schritt 10'000, bricht Chaos aus.
Und dann plötzlich beginnt die Ameise
Ordnung zu verursachen: sie zeichnet etwas was bekannt wurde als "Landstraßen".
Schließlich führt jede mögliche Konfiguration zu irgendeinem Art von Ordnung.
Zum Beispiel beginnen zwei gegenüber einander gestellte Ameisen, mit einem Abstand von 3 Quadraten, sehr schnell (ungefähr von der 800. Zeitschritt) ihre Landstraßen zu konstruieren.
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Eine Landstraße (nach ungefähr 11'00 Zeitschritten) |
Zwei Landstraßen (2 Ameisen nach ungefähr 1700 Zeitschritten) |
Selbstverständlich, wie mit jedem zellularen Automaten, sind viele Variationen möglich.
In dieser Demonstration werden drei Variationen eingeführt. Zwei davon sind ziemlich einfach :
- die Möglichkeit, bis zu 4 Ameisen in die gleiche Welt anzubringen ( und ).
- und die Möglichkeit die Ameise Umdrehungen von 90 oder 45 Grad (4 oder 8 hauptsächliche Richtungen) lassen zu machen
Die Zahl möglichen Richtungen, die Zahl Ameisen, ihre Richtungen und Positionen können jederzeit geändert werden.
Die dritte Variation,
"die malende Ameise" genant, versucht das Anzahl Besuchen der Ameise dar zu stellen.
Eine Landstraße der "malende Ameise"
Statt ein Feld weiß oder schwarz (0 oder 1) zu farben, erhöht die Ameise bei jedes Besuch einer Zelle, die Intensität ihrer Farbe.
Alle Zellen fangen mit Intensität 0 an (weiß).
Mit jedes Besuch der Ameise, wird diese Intensität mit 1 erhöht.
Wenn die Intensität der Zelle ungerade ist, dreht die Ameise 90 Grad nach links um, sonst dreht sie 90 Grad nach Rechts um.
Genießen Sie künstliches Leben!
Einige englische Texte werden, dank
Babelfish, übersetzt.