Biomaker CA: a Biome Maker project using Cellular Automata

要約

Biomaker CA: Cellular Automata (CA) を使用した Biome Maker プロジェクトを紹介します。
Biomaker CA では、形態形成は第一級市民であり、栄養飢餓環境で生き残るために小さな種子が植物のような生物に成長し、最終的にバイオームが長いタイムラインで生き残るために変異を伴って繁殖する必要があります。
2D グリッドの CA ルールを使用して複雑な生物群系をシミュレートし、そのすべての計算を Python JAX フレームワークを通じて GPU で並列化します。
このプロジェクトが、さまざまなモデル アーキテクチャと突然変異戦略とともに、いくつかの異なる種類の環境と「物理法則」をどのように可能にするかを示します。
さらにいくつかの構成を分析して、植物エージェントがどのように成長、生存、繁殖、進化し、安定したバイオームと不安定なバイオームを形成できるかを示します。
次に、エンドツーエンドのメタ進化、またはペトリ皿メタ進化と呼ばれるより外科的で効率的なアプローチによって、過酷な環境で生き残るためにモデルをメタ進化させる方法を示します。
最後に、対話型進化を実行する方法を示します。ここでは、ユーザーがプラント モデルを対話的に進化させる方法を決定し、それをより大規模な環境に展開します。
Biomaker CA を https://tinyurl.com/2x8yu34s でオープンソースにしています。

要約(オリジナル)

We introduce Biomaker CA: a Biome Maker project using Cellular Automata (CA). In Biomaker CA, morphogenesis is a first class citizen and small seeds need to grow into plant-like organisms to survive in a nutrient starved environment and eventually reproduce with variation so that a biome survives for long timelines. We simulate complex biomes by means of CA rules in 2D grids and parallelize all of its computation on GPUs through the Python JAX framework. We show how this project allows for several different kinds of environments and laws of ‘physics’, alongside different model architectures and mutation strategies. We further analyze some configurations to show how plant agents can grow, survive, reproduce, and evolve, forming stable and unstable biomes. We then demonstrate how one can meta-evolve models to survive in a harsh environment either through end-to-end meta-evolution or by a more surgical and efficient approach, called Petri dish meta-evolution. Finally, we show how to perform interactive evolution, where the user decides how to evolve a plant model interactively and then deploys it in a larger environment. We open source Biomaker CA at: https://tinyurl.com/2x8yu34s .

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