Evrimsel algoritmalar kullanılarak özgün 3D nesne tasarımı

Doğada, her türlü yaşam alanı için özelleşmiş sayısız çeşitlilikte canlı tasarımları mevcuttur. Tek bir başlangıç hücresinin (zigot) kendisini çoğaltması ile ortaya çıkan bu tasarımların olgunlaşma mekanizmasının çözülmesi, kendi ihtiyaçlarımıza yönelik nesneler tasarlamada bize yardımcı olabilir. Milyonlarca küçük hücreden büyük bir şeklin nasıl meydana geldiğini anlamak için hücre davranışını iyi anlamak gerekir. Hücreler, içinde bulundukları duruma göre, kendilerine verilmiş olan talimatlar kitapçığını yani DNA'larını okur ve burada kodlanmış olan kurallara göre ne yapacaklarına karar verirler. DNA üzerindeki bu kuralların neler olduğu, nasıl kodlandığı ve hücre içinde nasıl bir mekanizma ile çözüldüğü bilinirse, aynı yöntem bilgisayar ortamında uygulanarak 3D tasarım için kullanılabilir. Bu çalışmada, çok hücreli canlı embriyolarının anne karnında ya da yumurta içinde nasıl olgunlaştığı araştırılmış ve bu mekanizmanın basit bir simülasyonu yapılarak yöntemin 3 boyutlu özgün tasarımlar üretmedeki başarısı araştırılmıştır. Unity3D oyun motoru ile geliştirilen uygulama, küp şeklinde bir grup sembolik zigot ve DNA ile başlamaktadır. Yapay embriyoların nihai olgunluğa ulaşabilmesi için hücreler DNA'larını sorgulayarak üreme, intihar etme, protein sentezleme vb. eylemleri yerine getirmektedirler. Rastgele genlere sahip embriyolar bir çeşit "kararlı durum genetik algoritması" yardımıyla, kendilerine verilen görevlere en uygun tasarımı oluşturmaları için evrimleştirilmektedirler. Yapay Embriyojeni olarak bilinen bu sistemin özgün 3D cisimler oluşturabilme yeteneğini ölçmek için bir takım testler yapılmıştır. Sonuç olarak, tasarlanan evrimsel algoritmanın, hedef olarak belirlenen farklı karakteristikteki bir takım nesnelere %50-%85 arası benzerlikte şekiller üretebildiği görülmüştür. Bu çalışmada önerilen sistem, sadece uygunluk fonksiyonunun değiştirilmesi ile çok farklı tasarım problemlerine kolayca adapte edilebilir.