人工生命（１）　　　　98/10/16　　　

　【人工生命とは】

　『人工生命　Artificial Life』（ A-Life, AL）とは何なんだろうか。そしてこの言葉によって、研究者たちは 何を目指しているのだろうか。
　言葉だけを聞けば、魅力的に感じる人もいれば、むしろ平凡なイメージを受ける人もいるに違いない。考えてみれば 「人工的に生命を造る」ことは、古代からいつの時代も変わらず人々の夢であったし、悪夢でもあった。ピグマリオン、 ゴーレム、フランケンシュタイン、鉄腕アトム、などなどのヒーローやアンチヒーローたち、あるいは精巧をきわめた からくり人形が、その何よりの証拠だ。

　科学の文脈内にこの言葉を取り込むためには、まず具体例に即して人工生命のイメージを掴んでおくために、 レイノルズの「ボイド」の紹介から始める。

　【コンピュータの中の鳥の群】

　クレイグ・レイノルズは大学卒業後、コンピュータ会社のアニメーション部門で働いていた。コンピュータ・グラフィックス を使ったアニメーションにいかにして自然の動きを与えるかが当面の課題だった。とりわけ、動物の群のふるまいを アニメーションで表現することが問題だった。

　彼は実際の鳥の群を根気よく観察した。鳥たちは群をなして飛び立ち、いっせいに急旋回したり、分かれたり、 乱れたりしてもまた一群にまとまっていく。まるで群全体が一つの命令に従っているように見えたが、実際には そんな命令を出している鳥などはいないことに、レイノルズは気づいた。（本稿終わりの『群知能』を参照のこと）

　インスピレーションーー鳥の群は、驚くほど統制の取れた振る舞いをするが、しかし一羽一羽の行動はあくまで 分散的で、近くの鳥の行動にしか反応していない。個々の鳥たちの行動に、近くの鳥の行動に反応する簡単な規則を 与えてやれば、鳥の群全体が自然なふるまいを引き起こすのではないか。

　彼は考えた結果、次の３つの規則を作ってみた。
　　１。近くの鳥たちが、数多くいる方へ向かって飛ぼうとする。
　　２。近くの鳥たちと、飛ぶ速さと方向を合わせようとする。
　　３。近くの鳥や物体に近づきすぎたら、ぶつからないように離れる。

　この３つの規則に従うコンピュータ上のシミュレーション・モデルを「ボイド（ Biod）」（鳥もどき）と名付けた。 このボイドは予想以上の”自然”な動きを見せ、スクリーンの中の障害物も回避した。

　【メダカ・スクール】　（メダカの群のシミュレーション）

　ブルーバックスの本に、上のボイドと同じ主旨ののシミュレーションがあるので紹介する。
　この例では、魚（メダカ）の行動に『５つの行動規則（領域）』を決めている。

　　１。衝突回避領域・・これ以上に近づくと離れようとする
　　２。並行運動領域・・隣のメダカと並行して泳ごうとする
　　３。求心運動領域・・離れすぎたので、近づこうとする
　　４。探索領域・・・・・群を見失ったので、ランダムに探して近づく
　　５。死角領域・・・・・相手が見えないので、〃　　〃　　。

　　　プログラムのダウンロード　( FISH.exe 108 kB)　　

　プログラムのパラメータ設定で、上の５つの領域の大きさ（幅）を変化させると、メダカの群としての 運動が変化するのが分かる。
　一般的な傾向として、衝突回避領域が大きくなると、メダカは互いに離れて行動するようになるので群は 広がる。並行運動領域が広がると、並行して泳ぐメダカが増える。また、求心運動領域が大きくなると、 群から脱落するメダカが少なくなるので、群が分裂することはほとんどなくなる。

　魚は「目からの情報」の他に、水圧を感じる「測線」からの情報も使って群を感知しているらしい。 （このシュミレーションでは、目からの情報だけを使っている）。

　【群知能】

　レイノルズのボイドやメダカのシミュレーションで、個々の鳥（魚）に簡単な行動規則を与えるだけで、 群としての自然らしいふるまいが出来ることは分かったが、これで全ての謎が解けたとはいえない。
　群を作っている鳥（魚）は、捕食者に攻撃されたとき、噴水行動や四散（フラッシュ）行動を示す。 瞬間的な見事な集団行動だ。これといったリーダーがいるわけでもないのに、鳥（魚）群がまるで一個の 生物のような統一行動を取ることが出来るのは何故なのか。この統一行動は、群全体がもつ何らかの知能に よって起こされている可能性が高く、『群知能』と呼ばれているが、このメカニズムはまだ解明されていない。