Наши любимые дети

 

 
  За прошедшее время было получено экспериментальное подтверждение правильности выбраных методов построения управляющих клеточных автоматов и методов мутации в процессе эволюционного отбора. Элементарные клеточные автоматы можно получать практически любой размерности. Вопрос только в имеющихся органичениях вычислительных возможностей. Небольшую проблему составляет создание обучающей последовательности. Но, можно обойтись урезанной обучающей последовательностью с последующей корректировкой алгоритма функционирования управляющего клеточного автомата в ручном режиме. При полной обучающей последовательности в этом нет необходимости.  
  Усложнение решаемой задачи, увеличение количества входных данных и, как следствие, разрастание обучающей последовательности заставили искать другой подход к созданию управляющих клеточных автоматов. Как вариант, рассматриваю технологию создания суперклеточных автоматов из элементарных клеточных автоматов, реализующих элементарные логические функции. Термин "суперклеточные" вынужден применить вместо термина "многоклеточные", так как сам элементарный клеточный автомат является многоклеточной конструкцией. Термин "элементарный" подчеркивает простоту создаваемого объекта. Если для реализации какой-то логики можгут быть применены клеточные автоматы различного размера, то элементрным будет тот, размер которого минимален. Для каждого "кирпичика", обладающего одной-двумя-тремя входными и одной-двумя-тремя выходными клетками, создать обучающую последовательность не составляет никакого труда. Кроме того, откорректировать алгоритм работы элементарного клеточного автомата, при необходимости, в ручном режиме тоже не сложно. Единственное неудобство - количество разновидностей элементарных клеточных автоматов. Но компьютеру это не помеха. В дальнейших статьях будет представлена логика работы таких "кирпичиков" более подробно.
  Работа по созданию "зоопарка" элементарных клеточных автоматов уже близится к некоторому промежуточному пункту, когда можно будет собирать суперклеточные автоматы.  
  Процесс создания суперклеточной конструкции следующий. В некоторое пространство "высыпаются" глобальные входные клетки, глобальные выходные клетки а также случайным образом выбранное какое-то количество элементарных клеточных автоматов различного типа и, уже имея все клетки будущей особи, можно случайно их связать, указав какой глаз куда будет смотреть.
   Интересная особенность получается. Чтобы применить генетический алгоритм необходимо как-то пронумеровать последовательность элементарных клеточных автоматов в особи. Но, так как порядок следования автоматов в особи никакого значения не имеет, а имеют значение только межавтоматные связи, то можно менять последовательность элементарных клеточных автоматов в хромосоме. Например автомат 0-1-2-3-4-5-6-7 полность идентичен по своему поведению с автоматом 4-6-1-2-3-7-5-0. Гланое, чтобы межавтоматные связи не нарушались. Т.е. если глаз № 1 Клетки № 2 элементарного клеточного автомата № 1 "смотрит" на клетку № 2 элементарного клеточного автомата № 5, то и перемешанной хромосоме он должен смотреть туда же. Благодаря этому свойству можно не только "рвать" хромосомы в случайном месте, но и "равть" случайным образом перемешанную структуру. Так если в нормальном перечислении рвем в первом варианте на части, например, так: 0-1-2-3 + 4-5-6-7, то в перемешанном виде можно рвать так: 4-6-1-2 + 3-7-5-0.  
  Такое перемешивание структуры хромосомы может оказаться мощным мутационным свойством. Кроме этой мутации, может быть, ничего другого и не надо, но можно добавить еще следующие технологии:
1) удаление какого-либо элементарного клеточного автомата из хромосомы;
2) добавление нового элементарного клеточного автомата в хромосому;
3) изменение связей;
4) замена типа элементарного клеточного автомата;
5) изменение номеров входных и выходных клеток.
 
Но до этого еще далеко. А пока продолжается генерация "кирпичиков", о ходе которой я расскажу в последующих статьях.

Читайте также

Последние новости