Smart Rockets (Genetic Alg.)

Dies ist eine App, um zu zeigen, wie ein genetischer Algorithmus funktioniert.

Es besteht im Wesentlichen aus einer Reihe von Raketen, die ein Ziel erreichen müssen, um vom Benutzer gezogene Hindernisse zu vermeiden.

Sie müssen den zu befolgenden Weg lernen, um zu gewinnen, indem sie am Anfang willkürliche Richtungen ausprobieren und dann die wählen, die am besten zur Lösung passen. Sie müssen sich auch an die sich verändernde Umwelt anpassen, so wie es Lebewesen im Laufe der Jahrhunderte tun.

Durch Ändern der Parameter (Populationsgröße, Mutationsverhältnis, Geschwindigkeit und Lebensdauer) können Sie sehen, wie sich diese auf die Evolution auswirken.

Wie funktioniert es:

Jede Rakete hat eine DNA, die ihre Flugbahn bestimmt (die Geschwindigkeit bei jedem Einzelbild beeinflusst). Am Anfang wird dies zufällig generiert.

Bei jeder nachfolgenden Generation wird die DNA der Raketen von zwei "Eltern" der vorherigen Generation aufgebaut; Die Wahrscheinlichkeit, dass eine Rakete Eltern für die nächste Generation ist, hängt von verschiedenen Faktoren ab: Sieg, Überholmöglichkeiten eines Hindernisses, Tod, Entfernung zum Ziel usw.

Variablen, die die Simulation beeinflussen:

- Lebensdauer: Anzahl der Stufen, die der Rakete vor dem Ableben erlaubt sind.

- Mutationsration: Jeder Schritt hat die Chance, seine ursprüngliche DNA zu ändern und eine zufällige Richtung in diesen Punkt einzuschlagen.

- Anzahl der Raketen: Je höher die Anzahl, desto besser passt sich das System an.

Einstellungsmenü:

- Generationen überspringen: Deaktiviert das Rendern und führt die Simulation mit maximaler Geschwindigkeit aus (Anzeige der Ergebnisse in einer Tabelle oder in Diagrammen)

- Umschalten in den Modus: Ermöglicht das Umschalten vom klassischen in den GPU-Beschleunigungsmodus und umgekehrt. Warnung: Der GPU-beschleunigte Modus wird nicht von allen Geräten gut unterstützt. Daher kann es zu Fehlern in der App kommen.

- Raketen zurücksetzen: Setzt den Status der Raketen (DNA) auf ihren ursprünglichen Zustand zurück (ohne Hindernisse und Ziel zu verändern).

- Laden / Exportieren, Speichern und Importieren: Mit diesen drei Schaltflächen können Sie Simulationen laden / speichern oder Dateien (.srk) aus dem internen Speicher des Geräts exportieren / importieren.

- Andere Einstellungen: Zugriff auf das Einstellungssymbol oben auf dem Bildschirm oder durch Klicken auf die Zurück-Schaltfläche des Geräts. Hier können Sie die beim Start der App ausgewählten Simulationseinstellungen bearbeiten.

Die GPGPU-Funktion:

Diese App wurde auch mit einem Android Renderscript-Framework entwickelt, mit dem die Vorteile der GPU im Hinblick auf das Parallel-Computing genutzt werden können. Leider wird es nicht von allen Geräten unterstützt, daher funktioniert es möglicherweise nicht gut. Verwenden Sie in diesem Fall nur den klassischen Modus.

Wie funktioniert es? Die Aufgaben, die auf jeder Rakete ausgeführt werden müssen, werden parallel auf der GPU ausgeführt, deren Architektur für viele Aufgaben gleichzeitig ausgelegt ist (man denke nur an eine Bildwiedergabe, jedes Pixel dieses Bildes muss einzeln ausgewertet werden).

Genetische Algorithmen haben normalerweise nichts mit Grafiken zu tun, aber ihre Art passt gut zum Parallel-Computing: Sie sind ein Beispiel für eine besonders erfolgreiche Implementierung von GPGPU (Generic Programming on Graphics Processing Unit).

Dateien speichern:

Die neueste Version verwendet Binärdateien anstelle von Klartext, wodurch der verwendete Speicher und die Lese- / Schreibzeit um das Zehnfache reduziert werden können. Sie können weiterhin Dateien aus alten Versionen laden (nicht exportieren).

Exportierte Dateien werden im Standardverzeichnis SmartRockets im Stammverzeichnis des internen Speichers gespeichert. Wir haben mehrere Dateimanager ausprobiert, und Sie sollten in der Lage sein, eine .srk-Datei zu laden, indem Sie darauf klicken (sogar von Google Drive, WhatsApp oder Telegram usw.) oder unsere App in der angezeigten Liste auswählen. Das einzige Problem, das uns Probleme bereitete, war "My Files" von Samsung, das die Dateien manchmal nicht öffnete, ohne die Option "Öffnen mit" zu zeigen. In diesem Fall können Sie auf Google Drive hochladen oder über einen anderen Dateimanager öffnen.