3Dバーチャルクリーチャー進化

3Dバーチャルクリーチャー進化

クリーチャーのスクリーンショットを表示する「3D Virtual Creature Evolution」のタイトル画像。
開発者	リー・グラハム
プラットフォーム	マイクロソフトウィンドウズ、Linux
利用可能	英語
タイプ	シミュレーション
Webサイト	3dvce.fandom.com/wiki/Main_Page

3D Virtual Creature Evolution（3Dバーチャルクリーチャーエボリューション、略称3DVCE）は、リー・グラハムが作成した人工進化シミュレーションプログラムです。^[1]その目的は、与えられた環境でシステムによって生成され維持される人工生物の適応度関数を達成するためのボディプランと戦略における共通テーマを視覚化して研究することです。このプログラムは、カール・シムズの1994年の人工進化プログラム、Evolved Virtual Creaturesに触発されました。 ^{[2] [3]}このプログラムは、ホームページからプログラムをダウンロードし、完了したシミュレーションから情報を返すボランティアによって実行されます。2013年3月4日現在、Windows、MacOS、および場合によっては^{[説明が必要]} Linuxでダウンロードできます。

3DVCE は進化アルゴリズムを使用して進化をシミュレートします。ユーザーは、ボディ プランの制限 (セグメント タイプの最大数、分岐セグメントの長さと深さの制限、およびサイズの制限) と、サイズに応じて適応度スコアをスケーリングするかどうかを設定します。四肢の相互浸透もオプションです。生殖 / 個体群の設定には、各個体群のサイズと実行時間 (各個体が適応度スコアを達成するために必要な時間)、生殖する個体の割合 (トーナメント サイズ)、有性生殖または無性生殖の割合が含まれ、選択タイプが決定されます。交差率は、親の交差と突然変異によって作成される個体の割合を決定します。次に、体と脳の突然変異率が決定されます。特定の数学的操作と値は、生物の脳にも関連付けることができます。^[4]

次に、適応度関数が決定されます。人工生物の適応度スコアは、評価時間内に適応度目標をどれだけ達成したかによって決定されます。適応度関数には、移動距離、最大高さ、平均高さ、「TOG」（生物が地面と接触している時間の長さによって決定されます）、「球」（生物が球をキャッチして保持する能力によって決定されます）が含まれます。これらの目標は個別化されておらず、特定の強度（適応度に影響を与えないゼロから、最大の影響を与える1まで）に設定して適応度目標を決定できます。適応度関数が適用される世代も設定できます。次に、環境、つまり「地形」が決定されます。これには、平坦な平原、凹凸のある地形（生物の産卵地点からの距離に応じて常に傾斜する丘が生物の周りに生成される）、水（低重力シミュレーター、機能しない）、および「球」（生物の上にキャッチするための球が生成されます）が含まれます。^[5]

シミュレーション内のすべては一人称視点で見られる。設定が決定された後、ランダムに作成された個体から第 1 世代が生成される。すべての生物は同じ産卵地点に出現し、関節で他の生物と接続されたセグメントまたは直方体で構成されている。色はセグメントの種類にランダムに割り当てられる。セグメントの種類は、セグメントのサイズと関節によって決定される。色はそれ以外のことを示すものではない。これらの第 1 世代の生物は、適応度目標の影響を受けずにランダムに移動する。適応度値が最大の生物が繁殖し、次の世代はこの繁殖に基づいて生成される。最終的には、個体群のパターンが形成され、適応度がさらに増加する。適応度関数は、シミュレーション中に変更して環境の変化をシミュレートしたり、個々の実行を複製して異なる系統や種分化をシミュレートしたりすることができる。^{[6] [7]}

3DVCE は進化研究のためだけのものではありません。グラフィックスや物理シミュレーションのテストのためにオブジェクトを生成することもできます。これには、カメラから投げたり、生成ポイントで生成したりできる、プリインストールされたブロック、球、手榴弾、構造物が含まれます。人工重力も操作できます。ランダムでアーカイブされたクリーチャーも、操作したり表示したりするために再生成できます。Lee Graham はシミュレーションにTARDISも含めました。TARDIS に移動すると、カメラを元の生成ポイントにテレポートできます。^[8]

3DVCE では収斂進化がよく起こります。これは、生物の類似した構造と行動が適応度を最大化するように形成されるためです。2 腕ジャンパーは小さなコアと 2 つの大きな対称的な「翼」で構成され、ジャンプと距離の要件に応じて進化します。これらの生物は、手足を揺らしたり羽ばたかせたりして、自らを前進させます。ジャンピング リボンとスプリングはセグメントのチェーンで構成され、最大の高さと距離に応じて進化します。体を縮めたり丸めたり伸ばしたりして、空中に飛び上がります。ローリング リボンとスプリングは、前のグループと非常に似ていますが、より大きく、セグメントがより反復的です。平均的な高さ、距離、および TOG (地面との接触) に応じて進化します。地面を転がり、頭を空中に押し上げて、地面に触れたまま高さを上げます。円筒のように水平に転がるだけの生物もいます。単関節動力生物はより不規則な構造で、凹凸のある地形の距離に応じて進化します。背中には体を前に蹴り出す大きな節が 1 つありますが、バランスが悪いため、つまずいた後に立ち上がったり、つまずきを完全に防いだりするために体の残りの部分を使います。

リー・グラハムが以前説明した 4 つの主なグループに必ずしも当てはまらない、他の多くの種類の生物も形成されます。背の高い棒状の生物も、最大の高さに達するように進化します。一部のユーザーは、水シミュレーターを修正して、泳ぐ生物を進化させることに成功しています。他の多くの生物は、複数のグループの特徴を共有するように進化します。現在^{[いつ? ]} 220 を超える生物がメイン Web サイトにアーカイブされてお​​り、YouTube の「Creature Mann」チャンネルにアクセスして見つけることができます。