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@ -12,9 +12,8 @@ package com.github.drinkjava2.frog.brain;
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import java.util.Arrays;
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import com.github.drinkjava2.frog.Env;
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import com.github.drinkjava2.frog.Frog;
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import com.github.drinkjava2.frog.util.ColorUtils;
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import com.github.drinkjava2.frog.util.RandomUtils;
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/**
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* Cell is the smallest unit of brain space, a Cell can have many actions and
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@ -23,17 +22,30 @@ import com.github.drinkjava2.frog.util.ColorUtils;
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* Cell是脑的最小空间单元，可以存在多个行为(由organs中的器官代号来表示)和光子(Photon)和洞（Hole)和关联(Relation)，脑是由frog中的cells三维数组组
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* 成，但不是每一维都初始化过。
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*
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* 可以把具备动态触突的神经元比作一个果冻，光子来了,在上面撞了一个坑（hole)并损失能量，如果来的多，或者速度快(能量大)，一部分的光子就被
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* 从果冻的另一头撞出去了(光直线传播，寻找下一个神经元，增加信息存储单元，实现体全息存贮)。如果在另一个角度又来了新的光子，同样的过程在发生，只不过在撞击的
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* 过程中，以前被撞出的坑里有可能被撞出光子来，沿着撞击坑的路径直线逆向返回（即波的逆向成像，两个撞击事件,如果在短期内同时发生，或长期反复发生，就形成比较稳
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* 定的关联
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* Cell原则上只有数据，应该把所有方法移出去，放到具体的器官行为中，见CellActions类，但暂时图省事，在Cell里放一些常用方法
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*
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* Jelly或MoveJelly器官有一种特殊行为，它可以产生动态触突效果，可以把具备动态触突的神经元比作一个果冻，光子来了,在上面撞了一个坑（hole)并损失能量，
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* 如果来的多，或者速度快(能量大)，一部分的光子就被从果冻的另一头撞出去了(光直线传播，寻找下一个神经元，增加信息存储单元，实现体全息存贮)。如果在另一个角度又
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* 来了新的光子，同样的过程在发生，只不过在撞击的过程中，以前被撞出的坑里有可能被撞出光子来，沿着撞击坑的路径直线逆向返回（即波的逆向成像，两个撞击事件,如果
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* 在短期内同时发生，或长期反复发生，就形成比较稳定的关联，这个与神经网络的hebb规则相符合，以后在这个基础上，看看能不能将深度学习的分层结构借签进来，用图形化
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* 表示，并有可能是无级分层的，层与层之前没有明显界限。
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*
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* @author Yong Zhu
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* @since 1.0
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*/
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public class Cell {
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public int x;
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public int y;
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public int z;
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public Cell(int x, int y, int z) {
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this.x = x;
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this.y = y;
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this.z = z;
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}
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/** Active of current cell */
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private float energy = 0; // 这个cell的激活能量，允许是负值（但暂时只用到正值),它反映了在这个cell里所有光子的能量汇总值
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public boolean hasInput = false; // 这个细胞是否有外界信号（如光、声音)输入
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public int[] organs = null; //// 每个Cell可以被多个Organ登记，这里保存organ在蛋里的序号
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@ -43,65 +55,58 @@ public class Cell {
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public Relation[] relations = null;// 洞的关联关系
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private int color;// Cell的颜色取最后一次被添加的光子的颜色，颜色不重要，但能方便观察
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public int color;// Cell的颜色取最后一次被添加的光子的颜色，颜色不重要，但能方便观察
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private int photonQty = 0;
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public int photonQty = 0; // 这个细胞里当前包含的光子总数
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public void regOrgan(int action) {// 每个Cell可以被多个Organ登记，通常只在青蛙初始化器官时调用这个方法
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public int photonSum = 0; // 这个细胞里曾经收到的光子总数
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public void regOrgan(int orgNo) {// 每个Cell可以被多个Organ登记，通常只在青蛙初始化器官时调用这个方法
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if (organs == null)
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organs = new int[] {};
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organs = Arrays.copyOf(organs, organs.length + 1);
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organs[organs.length - 1] = action;
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organs[organs.length - 1] = orgNo;
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}
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public void addPhoton(Photon p) {// 每个cell可以存在多个光子
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if (p == null)
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return;
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if (p.organNo == 0 && p.x < 3)
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return;// 这是个临时限制，防止反向的光子落到视网膜上
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if (p.organNo == 0 && p.z > Env.FROG_BRAIN_ZSIZE - 2)
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return;// 这是个临时限制，防止反向的光子落到耳朵上
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energy += 1000;
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if (energy > 10000)
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energy = 10000;
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// //p.energy *= .7;
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// if (p.energy < 0.1)
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// return;
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photonQty++;
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photonSum++;
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color = p.color; // Cell的颜色取最后一次被添加的光子的颜色
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if (photons == null) {
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photons = new Photon[] { p };// 创建数组
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digHole(p);
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return;
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} else
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for (int i = 0; i < photons.length; i++) { // 找空位插入,尽量重复利用内存
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if (photons[i] == null || photons[i].energy < 0.1) {
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if (photons[i] == null) {
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photons[i] = p;
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digHole(p);
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return; // 如找到就插入，返回
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}
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}
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photons = Arrays.copyOf(photons, photons.length + 1);// 否则追加新光子到未尾
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photons[photons.length - 1] = p;
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digHole(p);
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}
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public void digHole(Photon p) {// 根据光子来把洞挖大一点，同时，如果有洞和它年龄相近，将把它们绑定起来，如果已有绑定的洞，有可能在撞出的洞里撞出光子来
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if (p == null || p.organNo == 0)// 反向的光子不参与挖坑
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public void digHole(Photon p) {// 根据光子来把洞挖大一点，同时，如果有洞和它年龄相近，将把它们绑定起来，如果已有绑定的洞，有可能在绑定的洞里撞出光子来
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if (p == null || p.isBackway())// 反向的光子不参与挖坑
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return;
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if (holes == null) {// 如果没有坑，就新挖一个
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holes = new Hole[] { new Hole(p) }; // 新挖的坑不参与绑定
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return;
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}
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if (energy > 90)
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for (int i = 0; i < holes.length; i++) { // 这部分很关键，光子如果与坑同向或角度相近，会在与坑绑定的坑上撞出新的光子，注意只针对绑定的坑
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Hole h = holes[i];
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if (h != null && h.ifSimilarWay(p)) {
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createBackPhoton(h);
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if(RandomUtils.percent(2))
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for (int i = 0; i < holes.length; i++) { // 这部分很关键，光子如果与坑同向或角度相近，会在与坑绑定的坑上撞出新的光子反向飞回，注意只针对绑定的坑
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Hole h = holes[i];
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if (h != null ) {
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float r = h.angleCompare(p);
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if(r<0.01) {
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if(RandomUtils.percent(100-r*100))
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createBackPhoton(h);
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}
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}
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}
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Hole found = null;
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for (int i = 0; i < holes.length; i++) { // 先看看已存在的洞是不是与光子同向，是的话就把洞挖大一点
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@ -111,13 +116,14 @@ public class Cell {
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h.size *= 1.2f;
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if (h.size > 10000)
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h.size = 10000;
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h.age = 0;
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break;
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}
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}
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if (found != null) { // 如果第二次扩洞，且光子和洞不是同一个器官产生的，这时可以把这个洞和其它洞关联起来了
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for (Hole hole : holes) {
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if (hole != found && found.organNo != hole.organNo && (Math.abs(found.age - hole.age) < 9)) {// TODO:不应用固定值
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if (hole != found && found.organNo != hole.organNo && (Math.abs(found.age - hole.age) < 80)) {// TODO:不应用固定值
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bind(found, hole);
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}
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}
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@ -133,15 +139,13 @@ public class Cell {
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if (relations == null)
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return;
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for (Relation r : relations) {
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if (energy < 90)
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return;
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Hole f = null;
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if (h.equals(r.h1))
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f = r.h2;// h2与h是一对绑定的
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else if (h.equals(r.h2))
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f = r.h1; // h1与h是一对绑定的
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if (f != null) {
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Photon back = new Photon(0, ColorUtils.RED, f.x, f.y, f.z, -f.mx, -f.my, -f.mz, 90);// 生成反向的光子
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|
Photon back = new Photon(-1, ColorUtils.RED, f.x, f.y, f.z, -f.mx, -f.my, -f.mz, 90);// 生成反向的光子
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addPhoton(back);
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// energy -= 90;
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}
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@ -172,47 +176,9 @@ public class Cell {
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}
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}
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/** Photon always walk */
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public void photonWalk(Frog f, Photon p) { // 光子自已会走到下一格，如果下一格为空，继续走,直到能量耗尽或出界
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if (p.energy < 0.1)
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return;// 能量小的光子直接扔掉
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if (p.outBrainBound())
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return; //// 出界的光子直接扔掉
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p.x += p.mx;
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p.y += p.my;
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p.z += p.mz;
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int rx = Math.round(p.x);
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int ry = Math.round(p.y);
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int rz = Math.round(p.z);
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if (Frog.outBrainBound(rx, ry, rz))
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return;// 出界直接扔掉
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Cell cell = f.getCell(rx, ry, rz);
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if (cell != null) {
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cell.addPhoton(p);
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} else {
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// p.energy *= .6;// 真空中也要乘一个衰减系数，防止它走太远，占用计算资源
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photonWalk(f, p);// 递归，一直走下去，直到遇到cell或出界
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}
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}
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public float getEnergy() {// 获取cell的能量
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return energy;
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}
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public void setEnergy(float energy) {// 设cell的能量
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this.energy = energy;
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}
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public int getPhotonQty() {// 获取cell里的总光子数
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return photonQty;
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}
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public int getColor() {
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return color;
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}
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public void setColor(int color) {
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this.color = color;
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public void deleteAllPhotons() {
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photons = null;
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photonQty = 0;
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}
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}
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drinkjava2
5 years ago