[ Pobierz całość w formacie PDF ]
.-Sposób przedstawienia wyników w C-Zoo jest znacznie prostszy ni¿ w programie Tierra.Wyniki Tierry bardzo trudno analizowaæ".Gdy Fernandez opowiada³ o programie, pojawia³ siê rój mrówek, których kody realizowa³y s¹siednie mrówki.Wirtualne pszczo³y i rybyChoæ dotychczas opisywane symulacje komputerowe przedstawiaj¹ wirtualne ¿ycie, z pewnoœci¹ nikt nawet przez chwilê nie pomyœla³, ¿e ich wynik, zaprezentowany na ekranie, jest czymœ wiêcej ni¿ tylko bardzo wyidealizowanym obrazem ¿ycia ziemskiego.Obecnie s¹ jednak prowadzone prace nad symulacjami, które znacznie lepiej modeluj¹ zachowanie uk³adów biologicznych.Terry Sejnowski, Read Montague i Peter Dayan z Salk Institute w La Jolla wykorzystali sieæ neuronow¹ do modelowania i wyjaœnienia, jak pszczo³y ucz¹ siê rozpoznawaæ, które kwiaty przynosz¹ im najwiêksz¹ nagrodê za trudy.52Przedmiotem zainteresowania biologów jest komórka mózgu VUMmxl.Wed³ug badañ Martina Hammera z Wolnego Uniwersytetu Berliñskiego, komórka ta ma po³¹czenia z wieloma punktami w ca³ym mózgu pszczo³y.Niektóre po³¹czenia s¹ stymulowane przez zmys³y, na przyk³ad gdy pszczo³a spija cukier lub wyczuwa jakiœ zapach.Inne zaœ komórki s¹ po³¹czone z oœrodkami kontroluj¹cymi ruch lub odpowiedzialnymi za uczenie siê.Jak stwierdzi³ psycholog pszczó³, Randolph Menzel, równie¿ pracuj¹cy na Wolnym Uniwersytecie Berliñskim, przez po³¹czenia VUMmxl pszczo³a uczy siê, jak kojarzyæ bodziec z nagrod¹.W ten sposób w pamiêci powstaje wiêŸ miêdzy zapachem kwiatu i nagrod¹ w postaci nektaru.Sejnowski uwa¿a, ¿e gdy te skojarzenia siê ukszta³tuj¹, pszczo³a mo¿e wykorzystaæ VUMmxl do przewidywania, które kwiaty na polu najprawdopodobniej przynios¹ jej najwiêksz¹ nagrodê.Sejnowski podj¹³ próbê symulacji dzia³ania mózgu pszczo³y.Choæ sk³ada siê on tylko z miliona neuronów (a nie stu miliardów jak ludzki mózg), jego symulacja stanowi powa¿ne wyzwanie obliczeniowe: mózg pszczo³y dzia³a z prêdkoœci¹ oko³o 10 000 000 000 000 operacji zmiennoprzec³nkowych na sekundê (10 teraflopów), natomiast najszybsze wspó³czesne komputery pracuj¹ zazwyczaj z ponad dziesiêæ razy mniejsz¹ szybkoœci¹.Sieæ neuronowa Sejnowskiego zawiera dostatecznie du¿o szczegó³Ã³w, aby stworzyæ realistyczny biologicznie model bez uproszczeñ."Model nie siêga do poziomu molekularnego, ale nie jest tak ogólny, ¿e traci z pola widzenia poszczególne neurony" – stwierdzi³ Sejnowski.53Sztuczna sieæ neuronowa zosta³a wyæwiczona na podstawie sygna³Ã³w "zmys³owych", dostarczaj¹cych informacji o wykrytych kolorach i smaku nektaru.W zale¿noœci od czasu nadejœcia tych sygna³Ã³w i zapamiêtanej mo¿liwej nagrody w postaci nektaru, sztuczny neuron VUMmxl ocenia³, czy dany kwiat jest wart zbadania, czy lepiej poszukaæ nastêpnego.Dzia³anie sieci mo¿na by³o sprawdziæ przez porównanie z zachowaniem rzeczywistych pszczó³, gdy¿ Leslie Real z Uniwersytetu stanu Indiana zbada³ zachowanie pszczó³ podczas poszukiwania nektaru, pos³uguj¹c siê sztucznymi kwiatami.Okaza³o siê, ¿e owady preferowa³y niebieskie kwiaty.Dawa³y one za ka¿dym razem prawie tyle samo nektaru co kwiaty ¿Ã³³te, które œrednio zawiera³y tê sam¹ iloœæ nektaru, ale z du¿o wiêkszym rozrzutem.Sztuczna pszczo³a Sejnowskiego mia³a identyczne preferencje.Inny wspania³y przyk³ad wirtualnego zwierzêcia – a w³aœciwie ca³ej ³awicy – znajduje siê na Wydziale Informatyki Uniwersytetu w Toronto.Mo¿na tam zobaczyæ zdumiewaj¹ce akwarium wirtualnych ryb.Akwarium ukazuje wszystkie uroki morskiego œwiata bez koniecznoœci karmienia ryb, czyszczenia zbiornika i eliminowania ofiar chorób oraz agresji.Aby podziwiaæ ryby, wystarczy stacja robocza Silicon Graphics, kosztuj¹ca kilkadziesi¹t tysiêcy dolarów, i kopia programu Sztuczny œwiat ryb.Demetri Terzopoulos oraz jego dwaj doktoranci, Xiaoyuan Tu i Radek Grzeszczuk, zaprojektowali symulacjê tak, aby dawa³a mo¿liwie realistyczny obraz ryb, ich kszta³tu, ruchu i zachowañ.54 Ryby wdziêcznie p³ywaj¹ w wodzie, rozpraszaj¹ siê, gdy atakuje je rekin, rywalizuj¹ o kawa³ki po¿ywienia, a nawet odbywaj¹ rytualne zaloty.A jednak ryby te nie istniej¹ fizycznie.Ka¿d¹ rybê opisuje indywidualny program komputerowy, stanowi¹cy czêœæ wiêkszego programu, generuj¹cego prosty podmorski ekosystem."Stworzyliœmy realistycznie wygl¹daj¹ce sztuczne ryby, zdolne do zachowañ zdumiewaj¹co podobnych do zachowañ ¿ywych ryb" – stwierdzi³ Terzopoulos55 (zob.wk³adka, zdjêcie nr 10).Pisz¹c program, Kanadyjczycy najpierw wykorzystali obrazy prawdziwych ryb, aby nadaæ swym tworom w³aœciwe kolory l fakturê.Nastêpnie wyposa¿yli ryby w "mózgi" kontroluj¹ce ruchy dwunastu miêœni, wzorowane na rzeczywistoœci, oraz.oczy" pozwalaj¹ce postrzegaæ otoczenie i odpowiednio na nie reagowaæ.Program uwzglêdnia³ masê i elastycznoœæ ryb, modeluj¹c je tak, by mog³y zmieniaæ kszta³t podczas ruchu w symulowanej wodzie.Aby skoordynowaæ z³o¿one dzia³anie wszystkich miêœni, ryby musia³y uczyæ siê p³ywaæ, "podobnie jak dzieci ucz¹ siê chodziæ" – powiedzia³ Terzopoulos.Ryby próbuj¹ przypadkowych kombinacji ruchów miêœni i za pomoc¹ algorytmu staraj¹ siê opanowaæ te w³aœciwe.Najlepsze kombinacje s¹ wybierane metod¹ symulowanego wy¿arzania, bior¹c pod uwagê szybkoœæ i wydajnoœæ
[ Pobierz całość w formacie PDF ]