デジタルエコシステム：対話型マルチエージェントニューラル細胞オートマトン
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Sakana AI
研究者が公開したブラウザベースのプラットフォーム「デジタル・エコシステム」は、複数の小型 CNN が互いに競い合いながら適応する人工生命研究を可能にする。
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競合するニューラルネットワークをペトリ皿に投入し、適応しながらルールを変えていくとどうなるでしょうか？
昨年は「Petri Dish NCA」を発表しました。ここではニューラルネットがシミュレーション中に学習を行う生物として機能します。本日、「Digital Ecosystems」を発表します。これは対話型人工生命研究のためのブラウザベースのプラットフォームです。
セットアップ：複数の小型 CNN が 2D グリッドを共有し、それぞれが 3x3 の近傍領域しか見ることができません。グローバルな計画はありません。彼らは隣接する相手への攻撃と incoming な攻撃からの防御を通じて領土を争い、シミュレーション実行中に勾配降下法（gradient descent）によってオンラインで学習します。
私たちが予想していなかったのは、学習そのものの役割です。勾配降下法は各種の戦略を最適化するだけでなく、シミュレーション中全体システムを安定化させる働きをします。過度に拡張した種は損失関数によって押し戻され、停滞した種は成長するように促されます。つまり、パラメータをカオスの境界領域（edge-of-chaos regimes）へと押しやることができます。これは創発的複雑性（emergent complexity）が特徴的な領域です。ニューラルネットワークに学習させることは、探索と対話を行う間、複雑なシステム全体を維持する役割を果たします。
このプラットフォームを使えば、これらすべてを対話的に操作できます。壁を描いてニッチ（niche）を作成したり、オンラインでシステムの一部分を消去したり、40 以上のシステムパラメータを調整して最も興味深い構成を探求したりできます。種が領土を切り開き、撹乱された際に再編成する様子を見守るのは魅了されます。
すべてはブラウザ上でクライアントサイドで実行され、インストールは不要です。
技術ブログ：http://pub.sakana.ai/digital-ecosystem
コード：https://github.com/SakanaAI/digital-ecosystem
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What happens when you put competing neural networks in a Petri Dish and start changing the rules while they adapt?
Last year we released Petri Dish NCA, where neural nets are the organisms that learn during simulation. Today we’re releasing Digital Ecosystems: a browser-based platform for interactive artificial life research.
The setup: several small CNNs share a 2D grid, each seeing only a 3x3 neighborhood. No global plan. They compete for territory by attacking neighbours and defending against incoming attacks, learning via gradient descent online while the simulation runs.
What we didn’t expect was the role of the learning itself. Gradient descent isn’t just optimising each species’ strategy. Instead, it acts to stabilize the whole system during simulation. Species that overextend get pushed back by the loss. Species that stagnate get nudged to grow. This means you can push parameters toward edge-of-chaos regimes: a zone characterised by emergent complexity. Letting the neural networks learn acts to hold the complex system together while you explore and interact.
The platform lets you steer all of this interactively. You can draw walls to create niches, erase parts of the system online, and tune 40+ system parameters to explore the most interesting configurations. We find it mesmerizing to watch species carve out territories and reorganise when you perturb them.
Everything runs client-side in your browser, no install needed.
Technical Blog: http://pub.sakana.ai/digital-ecosystem
Code: https://github.com/SakanaAI/digital-ecosystem
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