인공 생명: 계산 생명 연구의 300줄 파이썬 재현

이것이 무엇인가요

Artificial-life는 'How Well-formed, Self-replicating Programs Emerge from Simple Interaction'이라는 Computational Life 연구 논문을 300줄의 파이썬 코드로 재현한 것입니다. 이는 간단한 프로그램들로 구성된 그리드에서 나타나는 자기복제 현상을 시뮬레이션합니다.

작동 방식

시뮬레이션은 무작위로 초기화된 64개 명령어 길이의 Brainfuck 유사 프로그램들을 담은 240x135 그리드를 사용합니다. 각 반복은 다음 과정을 따릅니다:

• 인접한 프로그램들이 무작위로 쌍을 이룹니다
• 그들의 명령어 테이프들이 함께 연결됩니다
• 결합된 프로그램은 최대 2¹³ 단계 동안 실행됩니다
• 실행 후, 테이프들은 다시 분리됩니다

명령어들은 루프를 돌며 명령어 테이프 자체를 변이시킬 수 있습니다. 원 논문에서 설명된 대로, 이웃의 테이프에 자신을 복사하는 자기복제 프로그램들이 자발적으로 나타나 전체 그리드를 장악하도록 확산되는 경우가 종종 있습니다.

시각적 표현과 실행

각 픽셀은 고유한 색상으로 명령어를 나타내며, 검은색은 원시 데이터 저장소(명령어가 아님)를 나타냅니다. 8x8 픽셀 구역은 단일 프로그램을 나타냅니다.

시드 1로 시뮬레이션을 실행하려면:

uv run main.py --seed 1

이 특정 실행에서는, 자기복제자가 비교적 일찍 나타나 그리드의 대부분을 장악하다가, 더 효율적인 자기복제자가 진화하여 모든 것을 지배하게 됩니다.

저장소에는 시뮬레이션 진행을 보여주는 예제 출력물인 universe.gif와 universe.mp4가 포함되어 있습니다.

기술적 세부사항

이 프로젝트는 파이썬만 사용하며(GitHub 언어 감지에 따르면 100.0%), 표준 파이썬 프로젝트 파일인 pyproject.toml, uv.lock, .python-version을 포함합니다.

이 구현체는 복잡한 창발적 행동이 간단한 상호작용 규칙에서 어떻게 발생할 수 있는지 보여주며, 특히 자기복제 프로그램들이 복제를 위한 명시적 프로그래밍 없이 어떻게 진화할 수 있는지를 보여줍니다.