GMU:Ordnungen, innere Zustände

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Inhaltsverzeichnis

Alle Möglichkeiten eines Sets...

Ordnungen, innere Zustände

Code und seine Bedeutung

Code als angewandtes Konzept

In der Anwendung

Umgebungen

PETS

Database art

Moles Schalensystem

Filter & Verstärker

Sammlungen regen an, sie zu ordnen. Dann stellt sich die Frage, ob man einfach katalogisieren möchte, also die Objekte je nach der Art des Auffindens oder ihrer Beschaffenheit in Abteilungen ablegt oder ob man mit den Dingen bereits etwas Neues zu generieren vorhat. In diesem Beitrag soll es um die Strukturen gehen, die man intern in Anordnugnen erzeugen kann, um mit ihnen etwas zu erhalten, was jenseits der Eigenschaften liegt, die die gesammelten Dinge selbst mitbringen. Im Prinzip geht es um die Idee der Autonomie (und möglicher Emergenz).

wikipedia:Artificial life

Artificial Life

Der Begriff artificial life wurde erstmals von Christopher Langton 1987 auf der Konferenz in Los Almos verwendet. A-Life sieht in der Natur eine Anordnung von dynamischen materiellen Prozessen, die alle Lebensformen umfasst. Es sind diese materiellen Dinge, die Langton als die „Zutaten“ für Leben hält. Es gibt keine spirituelle Lebensessenz jenseits der materiellen Grundlagen, Leben ist eine Eigenschaft, die sich aus der Organisation der einzelnen Teile zueinander ergibt. Dies Haltung ermöglicht es Wissenschaftlern, so etwas wie künstliches Leben herzustellen, indem sie die Organisationsform von Leben, welche durch Analyse und Formalisierung gewonnen werden, auf Computern implementieren.

Schon von Neumann, Pionier des Computers, wie wir ihn heute kennen, entwickelte diesen aus der Spieletheorie in der Hoffnung, eine sich selbst vervielfältigende Maschine zu bauen. Wenn Information als Grundlage des Lebens angesehen wird, dann ist ein dynamisches System notwendig komplex genug, sich zu reproduzieren und so Nachkommen zu erzeugen, die noch komplexer sind als ihre Eltern. Von Neumann beschrieb eine Methode, wie man mathematische Modelle benutzen kann, um die Funktionen des Nervensystems nachzuahmen: ein künstliches neuronales Netz. In Verbindung mit Tourings Behauptung, man könne mit einer universellen Rechenmaschine jedes andere berechenbare System nachahmen, legte er die Voraussetzung für die Entwicklung nicht nur unseres Computers, sondern auch des erst viel später sich formulierenden artificial life.

Das Spiel Game of life

John Conway entwickelte in den späte 60er Jahren das Spiel life, ein Meilenstein in der Entwicklung der zellulären Automaten. Der Algorithmus besteht aus einfachen Nachbarschaftsregeln, also Anweisungen, die auf jeden Pixel einer Matrix angewandt werden und diesen je nachdem, wie seine Nachbarschaft aussieht, verändert oder so lässt, wie er ist.

Die Grundidee ist es, mit einer einfachen Konfiguration von Blinkern zu beginnen, also eine Matrix zu entwerfen mit Pixeln, die weiss oder schwarz sein können. Auf jede Zelle werden regeln angewandt, die im folgenden beschrieben sind:

1. Es soll kein ursprüngliches Muster vorhanden sein, für das ein einfacher Beweis besteht, daß eine Population ohne Grenze wachsen kann.
2. Es sollte ein anfängliches Muster vorhanden sein, das Augenscheinlich wächst ohne Begrenzung.
3. Es sollte ein einfaches anfängliches Muster geben, das wächst und sich ändert für eine bestimmte Zeitspanne, bevor es zu einem Ende kommt in drei möglichen Methoden:
   1. völliges Verblassen, Ausblenden,
   2. sich Einpendeln in eine stabile Konfiguration, die zuletzt unverändert bleibt oder
   3. Eintritt in eine oszillierende Phase, in welcher Zyklen ohne Ende zwei oder mehr Perioden durchlaufen.

Kurz: die Regeln sollen das Verhalten des Automaten unvorhersehbar machen.

Conways genetische Regeln sind sehr einfach. Jede Zelle des Schachbrettmusters (definiert als unendlicher Torus) hat Acht Nachbarzellen, davon vier orthogonal und vier diagonal. Die Regeln lauten:

1. Überleben. Jeder Blinker mit zwei oder drei benachbarten Blinkern überlebt in die nächste Generation.
2. Tod. Jeder Blinker mit vier oder mehr Nachbarn stirbt (aufgrund von Überpopulation). Jeder Nachbar mit einem oder keinem Nachbar stirbt an Isolation.
3. Geburt. Jede leere Zelle die exact drei Nachbarn hat ist eine Geburtszelle. Sie ist in der nächsten Generation ein Blinker.
   

Info

Homepage von Al Hensel

musikalischer cellulärer Automat (CAMUS)

Craig Reynolds "Boids" oder das Schwarmverhalten von Pixeln

Die Regeln des Flocking Algorithmus:

Die „Vögel“,„Fische“ oder was auch immer folgen den drei klassischen Regeln:

1. sie steuern in Richtung der durchschnitlichen Positon von ihren Nachbarn
2. sie bewegen sich in diesselbe Richtung wie die Nachbarn und
3. sie versuchen, sich aus dem Wege zu gehen.

Im Falle des Aquariums vermeiden sie um jeden Preis den Hai (das grosse Dreieck)

Ein Aquarium

Pigeon Park (Schwärme, interaktiv)

Systembiophysik, ein visueller Ausblick auf maschinelles Lernen

Genetische Algorithmen

Den nächsten Schritt unternahm Richard Dawkins, Evolutionsbiologe. Er betrachtete künstliches Leben als Generator für die Einsicht in unser Verständnis vom richtigen Leben. In seinem Buch "der blinde Uhrmacher" zeigt er, wie über raffinierte, schrittweise Entwicklungsstadien zu Ordnung und Komplexität heutiger Lebensformen kommt. Er schrieb ein Programm, das nur dazu angelegt war, Baumähnliche Strukturen zu erzeugen. Die sie erzeugenden Parameter waren Verzweigungen, Gleiderungen und symmetrien. Die vorgeschlagenen Gebilde entstanden durch Mutation und Kombination im Computerprogramm. Die entstehenden Gebilde wurden einer Selektion unterzogen, die in seinem Falle ein Beobachter war, der von Aussen bewertete. Die Lösungsvorschläge entstanden in einer simulierten natülrichen Umgebung, insofern sind die Resultate bedingt abhängig von den Konditionen der Umgebung und aufgrund ihrer Funktionellen Koppelung an diese in ihrer Form ihr Produkt. Biomorphgenerator

Aesthetisch entwickelte virtuelle „PETS“

Thomas S. Ray verlegte seinen Arbeitsplatz als Evolutionsbiologe vom Urwald ins Computerlabor. Artificial life benutzt er als Prozess, in welchem er Kohlenstoff-basiertes Leben auf der Erde durch Simulation im Rechner zu verstehen lernt.

Die erste künstlerische Arbeit von Karl Sims bestand in einer Installation mit mehrern Monitoren, auf welchen synthetische, mit genetischen Algorithmen entwickelte Bilder zu sehen waren. Aus diesen konnten Zuschauer aufgrund ihrer ästhetischen Bewertung Bilder beurteilen.Aufgrund dieser ästhetischen Bewertung wurden die Bilder weiterentwickelt durch einen genetischen Algorithmus. Installation, Installation3D

Karl Sims entwickelte virtuelle Kreaturen in Anlehnung an Richard Dawkins, indem er eine physikalische Umgebung im Rechner simulierte und dort einfache Lebewesen einem [Selektions und Replikationsprozeß] unterwarf. Der Film ist hier

Physische Objekte (Golem und andere)

Der Virtuelle Fishtank 1998 wurde der virtuelle Fishtank für ein Museum von einer Arbeitsgruppe am MIT entworfen und vorgestellt. Es gilt als Prototyp einer a-life Spieleumgebung. Es ist online hier verfügbar

PETs (virtuelle Haustiere)

Artworks:

Charles Sandison, Living Room

Concrete Music (das 30-Jahre-Stück)

Listening Sky baut auf Gakki-mon Planet auf Gakki-mon planet ist eine gestreifte, surreale Landschaft mit Herden von kleinen, aussergewöhnlichen, Geräusch-absondernden Wesen, die in der Landschaft umherfahren und in den Seen schwimmen. Ihr Klang ist von tanzenden und trommelden Bäumen umgeben. Ein spinnenähnlicher "Listener" interpretiert die DNA von Wesen, die er vorfindet, in Sound, während er über eine virtuelle Landschaft spatziert. Er schwebt über die Oberfläche und heftet seine Tentakeln auf bis zu sieben Kreaturen unter sich. Der Benutzer can eine Maus oder einen Pen benutzen, um den "Listener" zu bewegen oder die Welt unter dem Listener zu drehen. Die nähesten Kreaturen sind die lautesten, sie werden umso weicher, umso weiter sie weg sind.

Christa Sommerers Interactive Plant Growing Christa Sommerers A-Volve

Eto

Literatur

Steven Levy: Künstliches Leben aus dem Computer ISBN 3426771454

Links

Können Maschinen handeln?

Java Applets

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