Smart Rockets (Genetic Alg.)

Это приложение, чтобы продемонстрировать, как работает генетический алгоритм.

Он состоит из множества ракет, которые должны достичь цели, избегая препятствий, нарисованных пользователем.

Они должны выучить путь, по которому нужно идти, чтобы выиграть, попробовав случайные указания в начале, а затем выбрав те, которые лучше всего подходят для решения. Они также должны приспосабливаться к изменяющейся среде, как это делают живые существа на протяжении веков.

Изменяя параметры (размер популяции, коэффициент мутации, скорость и время жизни), вы можете увидеть, как они влияют на эволюцию.

Как это работает:

У каждой ракеты есть ДНК, которая задает ее траекторию (влияя на его скорость в каждом отдельном кадре). В начале это генерируется случайным образом.

В каждом последующем поколении ДНК ракет строится из двух «родителей» предыдущего поколения; вероятность того, что ракета станет родителем для следующего поколения, пропорциональна различным факторам: победе, вероятности преодоления препятствия, смерти, расстоянии до цели и т. д.

Переменные, которые влияют на симуляцию:

- Время жизни: количество шагов, допущенных к ракете перед смертью.

- Соотношение мутаций: у каждого шага есть шанс изменить свою первоначальную ДНК и выбрать случайное направление в этой точке.

- Количество ракет: чем больше число, тем лучше система адаптируется.

Меню настроек:

- Пропускать поколения: отключает рендеринг и выполняет моделирование на максимальной скорости (отображение результатов в виде таблицы или диаграммы)

- Переключить в режим: позволяет переключиться из классического режима в режим ускорения с помощью графического процессора и наоборот. Предупреждение. Режим ускорения с помощью графического процессора поддерживается не всеми устройствами, поэтому он может вызвать ошибки в приложении.

- Сбросить ракеты: сбросить состояние ракет (ДНК) до их исходного состояния (без изменения препятствий и цели)

- Загрузить / экспортировать, сохранить и импортировать: с помощью этих трех кнопок вы можете загрузить / сохранить симуляции или экспортировать / импортировать файл (.srk) из внутренней памяти устройства.

- Другие настройки: доступны из значка настроек в верхней части экрана или путем нажатия кнопки «Назад» на устройстве, здесь вы можете редактировать настройки симуляции, выбранные при запуске приложения.

Особенность GPGPU:

Это приложение также разработано на платформе Android Renderscript, что позволяет использовать преимущества графического процессора в плане параллельных вычислений. К сожалению, он не очень хорошо поддерживается на всех устройствах, поэтому он может не работать должным образом; в этом случае используйте только классический режим.

Как это работает? Задачи, выполняемые на каждой ракете, выполняются параллельно на графическом процессоре, архитектура которого рассчитана на одновременное выполнение множества задач (просто подумайте о рендеринге изображения, каждый пиксель этого изображения должен оцениваться индивидуально).

Генетические алгоритмы обычно не имеют ничего общего с графикой, но их природа хорошо сочетается с параллельными вычислениями: они являются примером особенно успешной реализации GPGPU (Generic Programming on Graphics Processing Unit)

Сохранение файлов:

Последняя версия использует двоичные файлы вместо обычного текста, что позволяет сократить в десять раз объем используемой памяти и время чтения / записи; вы все равно сможете загружать файлы (не экспортировать) из старых версий.

Экспортированные файлы сохраняются в директории по умолчанию SmartRockets в корне внутреннего хранилища. Мы перепробовали несколько файловых менеджеров, и вы сможете загрузить файл .srk, просто щелкнув по нему (даже в Google Диске, WhatsApp или Telegram и т. Д.) Или выбрав наше приложение в отображаемом списке. Единственное, что доставило нам некоторые проблемы, это «Мои файлы» от Samsung, которые иногда не открывали файлы, даже не показывая опцию «открыть с помощью»; в этом случае вы можете загрузить его на Google Drive или открыть его через другой файловый менеджер.