元胞自动机中斑点与条纹的演化
元胞自动机与格子气
2025-01-10 v1 神经与进化计算
摘要
元胞自动机是类似于图灵机的计算机。主要区别在于图灵机使用一维纸带,而元胞自动机使用二维网格。最著名的元胞自动机是生命游戏,它是一个通用计算机。它属于一个包含 262,144 个成员的元胞自动机家族。玩生命游戏通常涉及工程方法;即组装一个由各种部件组合而成以实现特定预期结果的装置。我们不采用工程方法设计元胞自动机,而是提出演化元胞自动机。演化对生物种群施加突变与选择。如果突变提高了生物体的适应度,它可能产生许多后代,从而取代适应度较低的生物体。与工程方法不同,演化并不朝着想象的目标努力。演化致力于提高适应度,对最终结果的具体形式没有预期。突变、选择与适应度产生的结构看起来比工程设计的结构更具有机性和生命感。在我们的实验中,演化元胞自动机产生的图案看起来非常像豹子身上的斑点和老虎身上的条纹。
引用
@article{arxiv.2501.04761,
title = {Evolution of Spots and Stripes in Cellular Automata},
author = {Peter Turney},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.04761},
year = {2025}
}