ニューラルネットと人工生命のアプレット集 [OLD]

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アプレットとはJava言語で作られたプログラムで、ブラウザ上で動かす事の出来るものです。 Netscape NavigatorやInternet ExplorerなどのJava対応ブラウザがあれば、マシンの種類に 依らず、サイトを訪問するだけでプログラムを動かす事が出来ます。 ここでは、ニューラルネットと人工生命の理論のデモをアプレットで実現しているサイトを紹介します。

目次

アプレット

• 競合学習系のニューラルネット
• 誤差逆伝播学習系のニューラルネット
• 制約充足系のニューラルネット
• その他のニューラルネット
• 人工生命
• その他のアプレット

関連資料

• JAVAノート
• ニューラルネットと人工生命の用語集
• 人工ニューラルネットの解説書
• 人工生命の入門書
• 関連リンク集(in English)

競合学習系のニューラルネット

• ベクトル量子化(VQ)
  信号処理の手法ですが、ハード競合学習やクラスター分析と関係があります。
• ガウシアン混合モデル
  こちらは統計モデルの推定アルゴリズムですが、ソフト競合学習やファジークラスター分析と関係があります。
• 多項混合モデル
• 自己組織化写像 (SOM)
  KohonenのSOMのデモ。
• SOM2
• SOM3
• インタラクティブSOM
• 3次元SOM
  「sample applet」にある。他のSOMデモと違い3次元データに2次元マップを当てはめている。 学習しながら回転して見せる。 消滅?
• カラフルSOM RGB色空間を2次元に写像する。他のニューロアプレットもある。
• 自己組織化特徴マップの集積化をめざした設計について SOMとその亜種
• SOMによる巡回行商人問題の解法1
• SOMによる巡回行商人問題の解法2 消滅?
• 弾性ネットによる巡回行商人問題の解法
  SOMと弾性ネットはライバル？ これらは共にユニットの間にトポロジー制約を与えた競合学習と見倣せます。
  巡回行商人問題(TSP)はNP完全問題という難しい問題群の代表です。(遺伝的アルゴリズムによるTSPデモも下の方にあります。)
• SOM, LVQ and ART
• いろいろな競合学習
  Fritzkeらによるいろいろな競合学習の比較。トポロジーの修正を伴う。
• ベイジアン自己組織化写像(BSOM)
  統計モデルとしてのSOM。パラメータ推定として学習を行なう。 また、ハイパーパラメータの推定も行なう。 最終的に入力データの確率密度関数を推定する。

誤差逆伝播学習系のニューラルネット

• バックプロパゲーションによる排他的論理和(XOR)問題 テキストベースのシミュレータ
• 多層パーセプトロン XOR問題他 消滅?
• 3層ニューラルネット
  ニューロンの活動度やウェイトを可視化しているが、何を学習しているのか良く分らない。消滅?
• 3D-SOMとバックプロパゲーション JavaScriptによる
• 座標変換の学習
• 関数近似の学習
  かなり良くできたインターフェース。設定も細かく指定できる。
• 各種デモ 「関数近似の学習」の上位ページ。画像圧縮、ボールのバランシングなど6つのニューラルネットデモがある。
• 箒のバランシング 代表的なBPの制御問題への応用( 消滅?)
• 文字認識 消滅?
  学習済みのニューラルネットでアルファベットの認識。
• 手書き文字認識
• ニューラルベンチ
  Neural Benchという製品プログラムで作られた学習済みニューラルネットアプレット。 データ分析や、不動産問題など割と実用的な例を紹介。 リンクの色が変化するのは何か意味があるのかな? 消滅?
• ニューロキット 消滅?
• Jafa：金融問題への応用 GAを使って構造やパラメータを進化させている。消滅?
• JNet
  かなり完成されたニューラルネットシステム。いろいろなグラフを書かせる事が出来る。 early-stoppingという手法で過学習を防いでいる。
• 人工ニューロンから多層パーセプトロンへ インタラクティブなチュートリアルです。
• NeuroJava 誤差逆伝播学習(XOR学習、パタン認識、非線形関数生成)とSOM(未完成が多い。) 消滅?
• 地形の学習
• 手書き文字の学習 (JDK 1.1)
• OCHRE 光学文字認識
• 逆活性化プロジェクト (JDK 1.1)

制約充足系のニューラルネット

• ホップフィールドネット
• Nクイーン問題
  Nクイーン問題はチェス盤上にN個のクイーンを互いに詰まないように配置するとい難しい問題。
• 8クイーン問題 確率的なボルツマンマシンで解いている。
• 一筆書き
  bit(1996.11月号)に関連記事あり。 他にも複数のニューロアプレットあり。
• ボルツマンマシンによるネッカー立方体の認識のデモ
  本来、ボルツマンマシンは学習を伴うのだが、 このアプレットは学習を伴わないので、ホップフィールドネットと同様に 制約充足ネットワークの部類に入る。ホップフィールドネットと違うのは、確率的挙動をすること。 また、模擬焼きなましと同じである。ネッカーキューブは知覚心理学で良く引合いに出されるが、 おもしろいデモがある。
• ホップフィールドネットによる内容番地記憶 これは学習を持っている。
• ブレインウェーブ ブレインウェーブは汎用のニューロシミュレータだが、ここには、相互活性化-競合ネットのデモがある。(Try it now!) 「ウェストサイド物語」のギャングメンバー?の意味構造ネット。
• パタン復元 2種類のルールがある。温度スライダーがある事から、ルール2はSAタイプか?

その他のニューラルネット

• 一般化小脳モデル関節制御器(GCMAC)
• 積木世界のためのニューロソルバー
• ねずみの迷路のためのニューロソルバー
• 強化学習とブラックジャック

人工生命

GA系

• 遺伝的アルゴリズム(GA)
• GA 2
• GA 3 空間的GA, 巡回行商人問題(TSP)
• GA 4 歩行の進化(人間、芋虫、人間もどき)
• GAによるTSPの解法
• GAによるTSPの解法2
• GAによる迷路解決
• GA蛾 (JDK 1.1)
• GA遊園地 TSP, ナップザック問題他たくさんの問題をGAで解決。(JDK 1.1)
• 遺伝的プログラミング(GP)によるシンボリック回帰 消滅?
• GPによる大型トラックの車庫入れ
• GPによる交通流の最適化
• Aworld:GPによる人工生命
• インターネット上の分散GP
  
• 連続関数最適化の為の微分進化(DE)計算
• 最良部分集合選択の為の進化的探索 遺伝子が完全クラス表現になっているらしい。 消滅?
• プリンキアエボルビカJavaとMathematicaによる進化的アルゴリズムのインタラクティブチュートリアル
• 進化プログラミングによるTSP
• 棒のバランス取り 共生的適応型神経進化(SANE)による。上位サイトにもムービーデモあり。

形態進化/発生系

• バイオモルフ1 消滅?
• バイオモルフ2 消滅?
• バイオモルフ3
• バイオモルフ4
• デザイン支援システム
  バイオモルフに似た人為育種技法とGAを応用している。
• Lシステム 消滅?
• Lシステム2
• Lシステム3
• Lシステム4 (JDK 1.1?)
• フラクタルの自然幾何学 Lシステムも入っている。
• Particle Tree 植物の成長のシミュレーション。

ライフゲーム系

• ライフゲーム1
• ライフゲーム2
• ライフゲーム3 消滅?
• ライフゲーム4
• ライフゲーム5
• ライフゲーム6
• ライフボックス ライフゲームを含む2次元セルオートマトン(CA)

群集運動系

• ボイド 元祖レイノルズの所
• ボイド2 消滅?
• ボイド3
• ボイド4
• ボイド5
• フロゾイド フロゾイドはボイドと同じに見える。
• フロイ ボイドに似ているが、よそ物にきつい連中である。
• iフロイ フロイが個性をもったらしい。
• 群れ
• カエロイド

未分類

• バンブル 進化する蜂集団
• 進化する蟻集団 LL言語というやつで行動を記述している。
• 進化するクリッター？
• 進化する戦闘ロボット？ 消滅?
• バーチャルダーウィンワールド：進化する虫たち
• マナマウス GA のデモ。マウスで虫集団に飯をやる。
• ラングトンの蟻1 消滅?
• ラングトンの蟻2
• 生きているアート ラングトンのVantsと似ているらしい。上位ページには他にも人工生命アプレットがある。
• 複雑系アニメーション ラングトンの蟻とボイドの応用 消滅?
• 有限状態オートマタとGAによる蟻
• 人工白蟻 木の粒を集めて塊を作る。
• 蟻ん子
• 虫
• ものすごいGP動物シミュレーション
• 細胞分裂から細胞オートマトンへ 読みもの
• セルラープログラミング 進化するCA
• 自己再生セルオートマトンループ
• 利得分配シミュレーション ハンターと餌食が共に学習する。
• 捕食者 生態系シミュレーション 消滅?
• 捕食者と被食者のなす生態系のシミュレーション トーラス上のCA (JDK 1.1)
• BioFactsによる生命モデル系 成長、生殖、繁殖する系
• シンクタンク：考える戦車
• 馬鹿アメーバ
• JuhasWorld 進化するボイドっぽい集団 (JDK 1.1?)

AL園

• 哲学的計算機 ライフゲームとバリエーション
• 人工生命体 と言っても、いろいろなCA。
• 人工生命 ライフゲーム、L-システム、バイオモルフ, CA, GA, 自己組織化
• 人工生命本部 CA, GA, ボイドなど
• 人工生命の殿堂 バイオモルフ、ボイド、サイケ、その他いろいろなCA。
• デジタル生物学
• 人工生命ソフトウェア
• ALと学習のアプレットコレクション

関連するアプレット

最適化、制約充足

• 模擬焼きなまし(SA)
• SAによる基盤上のセルの最適配置
• SAによるグラフ配置問題
• 協調的SA
• 協調的SAによるTSP
  シミュレーテッドアニーリングは汎用の大局的最適化アルゴリズムですが、 ボルツマンマシンやホップフィールドネット, 弾性ネットなどで使われている。
• 化学的キャスティングモデル(CCM) 制約充足問題を解く。
• イジングモデル イジングモデルは磁性体のモデルだが、SAやボルツマンマシン、ホップフィールドネットと関係がある。

複雑系

• カオスの淵セルラーオートマトン
• 2次元全体主義的セルラーオートマトン ライフゲームを含むより広いクラスのCA。消滅?
• カオスの出現
• いろいろ
• 囚人のジレンマ CA (JDK 1.1)
• 1次元CA (JDK 1.1)
• ランダムCA
• セルオートマトンと複雑系 (JDK 1.1)
• WebsideCA 作者のページにはCAと音楽に関する考察が。
• いろいろなCA

学習

• ベイジアンネットワーク
• ベイジアンネットワーク2
• ベイジアンエキスパートシステム
• 強化学習1 迷路を解く。
• 強化学習2 Q学習

計算論、その他

• チューリングマシン
  妙にのんびりした古風なチューリングマシン(蒸気式?)。 チューリングマシンは現在の計算機の原型のようなものだが、本来は「計算」の抽象モデルです。 (もっと高速なチューリングマシンアプレットは他に幾つかあります。)
• チューリングマシン完全な計算機たち
• ボロノイ図とデラネー網
• カエルーム ボロノイ図とデラネー網： ベクトル量子化と関係がある。
• 無向グラフの自動配置
  JDKに入っている例プログラム。アプレットによるアルゴリズムのデモ作成のお手本。 参考にさせていただきました。(JDK1.1版はこちら)

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宇津木明男

Jul 5 1998 update