1. 集合知プログラミング勉強会 第11回
第11章
進化する知性 後半
@gepuro

3. 11.6 交叉(Crossover)
● プログラムを変更する方法
– 突然変異
– 交叉
– 交配
● 交配
– ２つのツリーを入力、両者を横断して下る
– ランダムに、一番目のツリーを二番目のツリーの枝で置
き換える
– 置き換えた後、そのツリーを返す

4. 11.7 環境を作り上げる
● プログラムが進化する流れ
– プログラムの集合をランダムにつくり上げる
– 複製や変更をするためによいものたちを選択
– 停止条件に達するまで繰り返す
● プログラムをベストからワーストの順にランク付け
（エリート主義）
– もっともよいプログラムは自動的に次の世代へ
– ランキングの上位のプログラムをランダムに選び、交配
や突然変異を行う
● これを繰り返して、プログラムの集団を作る
● 構築されたプログラムは複雑なりがち。

5. 1.7.1 多様性の大事さ
● ランク付けされたプログラムのうち上位の数個を使
う
– 集団が均一なもにになる
– 交叉による変化が小さい
● 局所最大に達する
● もっともよい解決法たちと多くのほどよい解決法か
ら、よりよい結果を生み出す

6. 11.8 シンプルなゲーム
● Grid WarというゲームのAIを作る。
– 交互に格子の上を動く二人のプレイヤーが存在
– それぞれのプレイヤーは、４つの方向のうち一つに向
かって移動出来る
– ボードには限りがあり、はみ出た場所へ移動するとその
ターンは没収
– あなたのターンの時に、相手プレイヤーと同じ升目に移
動して、相手を補足したら勝ち
– 制限事項
● 行の同じ方向に二度進むと負け

7. 11.8.1 ラウンドロビントーナメント
● プログラム同士を戦わせる
– 負けたら、2点
– 引き分け、一点
● 点数の低いプログラムが優秀
● プログラムの進化の過程で、負けの数ははっきりと
減っていくものではない。
● ベストなプレイヤーが次世代に
● 次の世代では、前世代のプログラムは非常に悪い
プログラムになることもある。

8. 11.8.2 実際の人間とプレイしてみる
● 進化したプログラムと人間が戦う
– ボードを画面に表示し、どこに移動するか尋ねるように
する
● プログラムがどの程度うまく進化したかによって、勝
つのが難しかったり、簡単だったりする

9. 11.9 さらなる可能性
● シンプルな問題だけでなく、複雑な問題にも拡張で
きる
● 集団中のプログラムの数は、数千〜数万になるの
が一般的
● プログラムの実行は、数時間から数日かかることも
● 工夫次第で、さまざまなアプリケーションのための
拡張をすることが可能

10. 11.9.1 数学的な関数を増やす
● sin、cos、tanのような三角関数
● 累乗、平方根、絶対など
● ガウス分布のような統計的分布
● ユークリッド距離、Tanimoto距離のような尺度
● ３つの変数を受け取り、最初の引数が２番目と３番
目の引数の間の値であれば１を返すような関数
● などなど

11. 11.9.2 メモリ
● 本章でのプログラムは、反応的
– 結果は完全に入力を基にして出力
– 直前の移動を次へ渡す
● 二度同じ方向に動かないように学習
● これは単に、プログラムの出力、設定したものではない
● 長期的な戦力を持ったプログラムを開発
– 次のラウンドで利用するための情報を保存
● 事前に定義したスロットに値を保存
● 値を引き出したりできる新しいノードを作る
– 保存ノードは、一つの子とメモリスロットのインデックスを持つ
– 再現ノードは、子を持たず、単に適切なスロットの中の値を返す
● 他のプログラムと共有出来るメモリを持つ

12. 11.9.3 さまざまなデータタイプ
● 本章では、整数を受け取り、整数を返す
● 浮動少数点
● Strings
– Concatenate,split,インデクシング、サブストリング
● Lists
– これらはstringsと同じような演算を持っている
● Dictionaries
– これらは痴漢や追加のような演算を持つ
● Objects
– どのようなカスタムオブジェクトでも、ノード関数がオブジェクトに対
してのメソッドコールでありさえすれば、ツリーの入力として利用で
きる

13. ご清聴ありがとうございました