遺伝的アルゴリズム的なものを作ってみたお話

はじめに

最近AI/アルゴリズムの講演を聞きました。そこで、遺伝的アルゴリズムに興味を持ったので「作ってみたい！」と思い、作成したので、何かの参考になればと思いご紹介します。

遺伝的アルゴリズムとは~Wikipedia~

実際の挙動

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これらは毎フレームランダムに動かしているだけですが、とても人工知能ぽくみえます。

実践

ソースコードはこちら
※3D空間上でXZ平面を走っているのを上から撮影しています

car.cs

float rotVelo = Random.Range(-rotateSpeed, rotateSpeed);
transform.eulerAngles = transform.eulerAngles + new Vector3(0, rotVelo, 0);

float posVelo = Random.Range(0, moveSpeed);
transform.position += transform.forward * posVelo;

このObjectを

20体用意して、

100mごとに障害物を置きます。

移動データの記録

それから動いた記録を保存するデータを作成します。

data.cs

[Serializable]
public struct MoveData
{
    public float pos;
    public float rot;
    public MoveData(float _pos, float _rot)
    {
        pos = _pos;
        rot = _rot;
    }
}

これのリストを作ってランダムに動いた結果を保存しておきます。
具体的な保存の値はそれぞれ、上記のrotVeloとposVeloです。

全員が壁にぶつかったら集計をします。

その際にどのObjectが一番進んだかを確かめて次の世代を生成します。

遺伝子の受け継ぎ

marry.cs

for (int i = 0; i < 一,二番優秀移動データリスト.Count; i++)
{
  bool l = Random.Range(0,2) == 0;
  次世代.移動データリスト.Add(l ? 一番優秀.移動データリスト[i] : 二番優秀.移動データリスト[i]);
}

こうすることで二人の親の遺伝子(移動データ)を持った子供が生まれます。
parent1+parent2->child1
parent1+parent3->child2
parent2+parent3->child3
parent2+parent4->child4
parent3+parent4->child5
parent3+parent5->child6

と子供を作っていきます
child7は一番優秀のデータをそのまま受け継ぎます。(最高記録が下がらないように)
chaild8,9,10はランダムに選んだ二人の遺伝子を組み合わせます。

ですがそこで突然変異を起こします。

突然変異

一定の確率で値をおかしくしてほしいので、

totuzennhenni.cs

if(突然変異する)
{
  for (int i = 0; i < 突然変異.移動データリスト.Count; i++)
  {
    突然変異.移動データリスト.Add(l ? 一番優秀.移動データリスト[i] : 二番優秀.移動データリスト[i]);
  
    foreach(var 移動データ in 突然変異.移動データリスト)
    {
      if(Random.Range(0 , 突然変異でどれくらい変わるか) != 0)
      移動データ.pos *= Random.Range(0,2);
      移動データ.rot *= Random.Range(-2,2);
    }
  }
}

こんな感じで突然変異させます。

これらの出来上がったデータをObjectに記録させて、
第２世代が始まります。

第２世代

第２世代は遺伝で受け継いだデータのとおりに動きます。
データがなくなったらランダムに動き始めます。

これらを繰り返して行くとこんな感じになりました。

YouTube AI/Algo DEMO

終わりに

講演とかYoutubeの動画を見ながらこんな感じで作るのかなーって作りきりました。
いいお勉強になって楽しかった。