聖塔非研究所

進化元胞自動機來執行計算:機制與障礙

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/19 上午01:11

摘要 我們展示了實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機(CA)以執行特定的計算任務——一維密度分類。我們詳細研究了 GA 在該任務中產生行為的演化機制以及 GA 面臨的障礙。特別是,我們確定了四個“創新時代”,其中 GA 發現了解決問題的新 CA 策略,描述了這些策略如何在 CA 規則表中實施,並確定了其發現背後的 GA 機制。這些時代的特點是 GA 打破了任務的對稱性。…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #1471
  • 日期:2026-03-18

摘要

我們展示了實驗結果,其中使用遺傳演算法來進化細胞自動機(CA)以執行特定的計算任務——一維密度分類。我們詳細研究了 GA 在該任務中產生行為的演化機制以及 GA 面臨的障礙。特別是,我們確定了四個“創新時代”,其中 GA 發現了解決問題的新 CA 策略,描述了這些策略如何在 CA 規則表中實施,並確定了其發現背後的 GA 機制。這些時代的特點是 GA 打破了任務的對稱性。對稱性破缺會帶來短期的適應度增益,但最終會阻礙發現最高度適應的策略。我們討論對稱破缺和其他障礙在任何 GA 搜尋中普遍存在的程度。