НЕАТ История Часть 2
Возникает новый претендент. Спецификация имеет фундаментальное значение для успеха NEAT. В природе виды возникают и расходятся со своими предками без всякого надзора. Современная эволюционная теория продемонстрировала, что два вида могут эволюционировать из одного, даже живя в одной и той же среде. Подумайте о бесчисленных вьюрках Дарвина, живущих на одних и тех же островах с одними и теми же предками. В эволюционном программировании может возникнуть соблазн применить видообразование сверху вниз. NEAT снова элегантно подражает природе.
Часто видообразование использовалось для решения нескольких задач одновременно. Например, в математически сложной задаче, где вы должны решить для нескольких зависимых переменных. NEAT разработан с целью решения только одной проблемы, поэтому потребность в видообразовании на первый взгляд менее очевидна. Зачем тогда вообще эволюционировать видам, когда достаточно одной популяции? Кроме того, почему решение NEAT лучше?
Островное решение — это лишь одно из многих альтернативных решений в эволюционном программировании. Сделайте несколько несвязанных отправных точек для эволюции нашего вида. Начните с разных параметров, таких как размер популяции, нейронная архитектура, среда или любые другие факторы. Запустите симуляцию, и у вас будет несколько неродственных видов на выбор. Это происходит в природе постоянно. Виды, разделенные морем, расходятся. Но в той же среде, что действительно лучше?
NEAT решает эту проблему, измеряя генетическое расстояние от одного представителя вида до другого. Когда гены сместились далеко, помечают новый вид. (Позже мы рассмотрим, как измеряется это расстояние, поверьте мне, это само по себе стоит целой статьи) Как это круто, как и задумано матушкой-природой. Генетические изменения приводят к появлению новых видов.
Осталось ответить на два вопроса. Зачем вообще эволюционировать виды и почему NEAT делает это лучше? Во-первых, у видообразования есть несколько преимуществ. Опять пример, вернемся к дарвиновским вьюркам. На островах было много разных источников пищи, таких как твердые орехи и ягоды низких кустарников. Давление шло в двух направлениях, но улучшение способности разрушать твердую скорлупу орехов не помогло есть ягоды. Если бы была разрешена только одна популяционная группа, любая эволюция в сторону разрушения панцирей была бы потеряна, в то время как вьюрки, питающиеся ягодами, безраздельно властвовали. Должен был бы произойти огромный скачок к группе очень успешных поедателей орехов, которые превзошли бы поедателей ягод, и тогда интерес к поеданию молотых ягод был бы потерян, и у нас снова была бы единая популяция, питающаяся только ягодами. Видообразование позволяет полностью исследовать каждую из этих ниш. Во-вторых, NEAT делает это даже без программиста, который должен заранее определить ниши, создавая остров из орехов и остров из ягод. Когда новый вид развивается в NEAT, он первоначально выводится из конкуренции со своими соседями, что дает время для улучшения его способностей. Этот новый ген, отвечающий за перекусывание твердой скорлупы, может оказаться недостаточно эффективным для первого вьюрка, поедающего орехи, чтобы получить достаточное количество питательных веществ, но через несколько поколений он будет получать из своего рациона гораздо больше белка, что станет самым оптимальным вьюрком на планете. остров.
Было доказано, что видообразование является успешным методом. В конце концов, вы слышали, что читаете об этом, а не плаваете в первозданном бульоне возрастом в миллиарды лет, бесконечно делясь эволюционными кругами. NEAT просто делает это лучше.
