Werld: Открытая симуляция искусственной жизни с эволюционирующими нейронными сетями

Что такое Werld

Werld — это симуляция искусственной жизни на чистом Python, использующая только стандартную библиотеку, которая помещает агентов в вычислительную экосистему с пустыми нейронными сетями и нулевым знанием о существовании человека. Агенты эволюционируют через выживание и размножение, а не через обратное распространение ошибки, без жёстко заданного поведения или функций вознаграждения.

Техническая реализация

Симуляция работает на 800 узлах, организованных как граф малого мира Уоттса-Строгаца. Она начинается с 30 агентов, оснащённых нейронными сетями NEAT (Нейроэволюция дополняющих топологий), которые могут эволюционировать свою топологию. Каждый агент имеет:

• 64 сенсорных канала, охватывающих градиенты энергии, феромонные следы, близлежащих агентов, сезонные ритмы, внутреннее состояние и 19 скрытых каналов, которые изначально неизвестны
• 7 непрерывных моторных эффекторов для действий
• До 16 каналов вещания для коммуникации
• 29 наследуемых признаков генома, включая пропускную способность связи, затухание памяти, агрессию против сотрудничества

Мозги могут выращивать новые нейроны, обрезать связи и эволюционировать любую из 7 функций активации на узел. Каждый когнитивный компонент имеет метаболическую стоимость — больше нейронов, связей или коммуникации требует больше энергии.

Механика эволюции

У агентов две основные цели: собрать достаточно энергии, чтобы выжить, и прожить достаточно долго, чтобы размножиться. При размножении потомство наследует мутированные копии нейронных признаков от обоих родителей через полное половое скрещивание с выравниванием генов NEAT. Это включает сенсорную обработку, поведенческие побуждения и все 29 признаков генома.

Система позволяет эволюционировать в любом направлении. Агенты могут открывать ранее неизвестные сенсорные каналы, развивать коммуникационные паттерны, создавать моторные паттерны, которые становятся наследуемыми составными действиями, и формировать отдельные виды на основе эволюционирующих признаков генома.

Наблюдения из начальных запусков

В одном 12-часовом запуске изначальные 30 агентов выросли до более чем 7000. Симуляция пережила 20+ популяционных кризисов и голодов, которые уничтожили большинство популяций, за которыми последовало восстановление из горстки выживших. За этот период погибло более 18 000 агентов.

Выжившие агенты эволюционировали в сторону более эффективного потребления энергии, обрезали ненужную нейронную сложность, развили базовую коммуникацию и часто размножались. Некоторые линии эволюционировали полностью вне корковых структур, улучшая при этом ёмкость мозга. В других случаях популяции сокращались до единственных выживших, которые заселяли мир мутировавшими потомками.

Панель управления и мониторинг

Werld включает панель управления на Next.js под названием «Werld Observatory», которая предоставляет живые обзоры:

• Динамика популяции
• Метрики сложности мозга
• Траектории видов
• Генератор повествовательных историй
• Визуализация живой карты мира

Статус проекта

Проект имеет открытый исходный код под лицензией MIT с 42 звёздами на GitHub. Создатель отмечает, что он может потреблять значительный объём памяти при локальном запуске. Кодовая база включает директории агентов, панели управления, движка, сохранения, рассуждений, систем и утилит.