Αλγξοιθμικϊπ ρυεδιαρμϊπ - επαμαποξρδιξοίζξμςαπ ςημ έμμξια ςξσ ελέγυξσ

Transcript

1 ΔΗΜΘΙΞ ΛΔΡΞΒΘΞ ΟΞΚΣΔΥΜΔΘΞ ΡΥΞΚΖ ΑΠΥΘΔΙΞΜΩΜ ΛΖΥΑΜΘΙΩΜ ΔΘΑΛΖΛΑΘΙΞ ΟΠΞΓΠΑΛΛΑ ΛΔΑΟΣΥΘΑΙΩΜ ΡΟΞΣΔΩΜ ΑΠΥΘΔΙΞΜΘΙΖ - ΡΥΔΔΘΑΡΛΞΡ ΞΣ ΥΩΠΞΣ ΡΥΔΔΘΑΡΛΞΡ - ΥΩΠΞΡ - ΟΞΚΘΘΡΛΞΡ Αλγξοιθμικϊπ ρυεδιαρμϊπ - επαμαποξρδιξοίζξμςαπ ςημ έμμξια ςξσ ελέγυξσ ΔΘΟΚΩΛΑΘΙΖ ΔΠΓΑΡΘΑ Διοήμη Βξσλιξσοή ΔΟΘΒΚΔΟΩΜ ΙΑΗΖΓΖΖΡ Δ. Οαπαλενϊπξσλξπ ΛΔΚΖ ΔΟΘΠΞΟΖΡ Γ. Οαομεμίδηπ Α. Ρςασοίδξσ Δεκέμβοιξπ 2010

2 Above all we must remember that nothing that exists or comes into being, lasts or passes, can be thought of as entirely isolated, entirely unadulterated. One thing is always permeated, accompanied, covered, or enveloped by another; it produces effects and endures them. And when so many things work through one another, where are we to find what governs and what serves, what leads the way and what follows? Johann Wolfgang von Goethe Toward a Theory of Weather *Δσυαοιρςό ϊλξσπ ϊρξσπ ρσμέβαλαμ ρςημ ποαγμαςξπξίηρη ασςήπ ςηπ εογαρίαπ, και ιδιαίςεοα ςξμ κ. Δ. Οαπαλενϊπξσλξ για ςη ρσμευή ςξσ σπξρςήοινη και ςη διξοαςικϊςηςα ςξσ λϊγξσ ςξσ, πξσ πάμςα απξκαλϋπςει δοϊμξσπ μέχμ αμαζηςήρεχμ. ιπ θεομέπ εσυαοιρςίεπ μξσ θα ήθελα επίρηπ μα εκτοάρχ ρςα μέλη ςηπ επιςοξπήπ, κ. Γ. Οαομεμίδη και κα Α. Ρςασοίδξσ, για ςιπ επιρημάμρειπ και ςιπ πξλϋςιμεπ ρσμβξσλέπ ςξσπ. 2

3 Οεοιευϊμεμα 1. Διραγχγή ρελ Δσμαμική επέμβαρη ρςη μξοτξγεμεςική διαδικαρία ρελ Αλγϊοιθμξπ Ρμήμξσπ ρελ Ρσρςήμαςα Lindenmayer [L-Systems] ρελ Ξ υοήρςηπ χπ «εκςοξτέαπ μξοτόμ» ρελ Ζ ρσμβξλή ςξσ υοήρςη χπ ρσρςαςικϊ ρςξιυείξ ςηπ αλγξοιθμικήπ δξμήπ ρελ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ ρελ Ζ υοήρη ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ χπ μξοτξγεμεςική διαδικαρία ρελ Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ Οαοαδείγμαςα ρελ. 19 α. Δταομξγή ρςημ ςέυμη ρελ. 20 β. Ξ αμθοόπιμξπ παοάγξμςαπ χπ πεοιξοιρμϊπ Λέθξδξι επίλσρηπ ρελ. 22 γ. Απξςίμηρη ςηπ διαδικαρίαπ απϊ ςξσπ υοήρςεπ ρελ. 24 δ. Λαζική Δναςξμίκεσρη ρελ Ρσγυόμεσρη λειςξσογικόμ και σπξκειμεμικόμ κοιςηοίχμ - Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με Ρςαθμιρμέμεπ Λεςαλλάνειπ ρελ ξ αμςικείμεμξ ρυεδιαρμξϋ Δταομξγή ρςημ αουιςεκςξμική ρελ Οεοιγοατή ςχμ πειοαμάςχμ ρελ Ηεχοηςική Οοξρέγγιρη ρελ. 47 α. Διάδοαρη ρελ. 47 β. Ξ αλγϊοιθμξπ χπ «πεοίπξσ αμςικείμεμξ» και η επέκςαρη ςξσ δσμηςικξϋ ρελ Δπίλξγξπ - Δπαμαποξρδιξοίζξμςαπ ςξμ έλεγυξ ρελ Βιβλιξγοατία ρελ. 61 3

4 1. Διραγχγή Ζ έμςανη ςχμ φητιακόμ ςευμξλξγιόμ ρςημ αουιςεκςξμική, καθόπ και η ασναμϊμεμη εσυέοεια πξσ υαοακςηοίζει ςη υοήρη ςξσ ποξγοαμμαςιρμξϋ χπ μέρξ μξοτξγεμεςικήπ διαδικαρίαπ, έυξσμ ποξκαλέρει ξσριόδειπ μεςαβξλέπ ρςξμ ςοϊπξ με ςξμ ξπξίξ ποαγμαςξπξιείςαι o ρυεδιαρμϊπ, ςϊρξ ρςη ρϋλληφη ϊρξ και ρςημ ενέλινή ςξσ. Οοϊκειςαι για έμα μεςαρυημαςιρμϊ πξσ δεμ έγκειςαι ρε ασςή καθεασςή ςημ εμτάμιρη μέχμ σπξλξγιρςικόμ ποξγοαμμάςχμ και ςευμικόμ - πξσ αμαμτίβξλα διεσοϋμξσμ ςξ πεδίξ ςχμ διαθέριμχμ κάθε τξοά ρυεδιαρςικόμ εογαλείχμ, αλλά ατξοά ςημ ςοξπξπξίηρη πξσ στίρςαςαι η ίδια η τϋρη ςξσ ρυεδιαρμξϋ: ςη μεςαςϊπιρη δηλαδή απϊ ςημ παοαδξριακά «γλσπςική» επενεογαρία ςηπ μξοτήπ ρε μια διαδικαρία ϊπξσ ποξέυει ξ ποξρδιξοιρμϊπ ςχμ ρυέρεχμ μεςανϋ ρςξιυείχμ, καθόπ και ςχμ καμϊμχμ πξσ ελέγυξσμ ςημ αμάπςσνή ςξσπ ρςξ υοϊμξ. Ωπ αλγξοιθμικϊπ ρυεδιαρμϊπ ξοίζεςαι η παοαγχγή μξοτήπ μέρα απϊ ςξμ «καθξοιρμό εμόπ ρσμόλξσ μαθημαςικώμ καμόμχμ, πξσ ςελικά σπξκιμξύμ ςη γέμμηρή ςηπ», εμό χπ παοαμεςοικϊπ ρυεδιαρμϊπ ξοίζεςαι «η διαδικαρία πξσ δεμ βαρίζεςαι ρε ρσγκεκοιμέμεπ μεςοικέπ πξρόςηςεπ, αλλά ρε ρςαθεοέπ, αμεςάβληςεπ ρυέρειπ μεςανύ ςχμ αμςικειμέμχμ. Με ςξμ ςοόπξ ασςό, η κάθε αλλαγή επιτέοει πεοαιςέοχ μεςαβξλέπ ρςα σπόλξιπα μέλη ςξσ ρσρςήμαςξπ» 1. Ξτείλει μα ςξμιρθεί η διατξοξπξίηρη ςχμ δϋξ, ϊρξμ ατξοά ςξ ζήςημα ςξσ ρυεδιαρςικξϋ ελέγυξσ: εμό ξ παοαμεςοικϊπ ρυεδιαρμϊπ αμςιρςξιυεί ρε έμαμ ξλιρςικό έλεγυξ ςηπ μξοτήπ, ϊπξσ ξ υοήρςηπ ςξσ ποξγοάμμαςξπ έυει ςη δσμαςϊςηςα ποϊβλεφηπ κάθε πιθαμήπ μελλξμςικήπ ενέλινηπ, ξ αλγξοιθμικϊπ ρυεδιαρμϊπ ρσμδέεςαι με ςη μεοική επξπςεία ςξσ ρσρςήμαςξπ 2. Ξι γεμεριξσογξί καμϊμεπ πξσ σπξκιμξϋμ ςημ ενέλινη ςηπ μξοτήπ ρςξμ αλγξοιθμικϊ ρυεδιαρμϊ, παοϊλξ πξσ μπξοεί μα είμαι εναιοεςικά απλξί ρςξμ ξοιρμϊ και ςημ εταομξγή ςξσπ, ϊςαμ εμςαυθξϋμ ρε μια επαμαλαμβαμϊμεμη αλγξοιθμική διαδικαρία δϋμαμςαι μα ποξκαλέρξσμ πξλϋ σφηλϊ βαθμϊ πξλσπλξκϊςηςαπ ςϊρξ πξσ η εκ ςχμ ποξςέοχμ ποϊβλεφη ςξσ ςελικξϋ ποξψϊμςξπ 1 2 Sakamoto, Ferre (επιμ.), From Control to Design, Introduction, ρελ Ό.π. 4

5 μα καθίρςαςαι αδϋμαςη. Αλγϊοιθμξι πξσ μπξοξϋμ μα αμαλσθξϋμ ρε ςέςξιξσπ απλξϋπ καμϊμεπ, πξσ η επαμάληφή ςξσπ καςαλήγει ρςημ αμάδσρη αποϊρμεμχμ απξςελερμάςχμ, ξμξμάζξμςαι bottom-up 3, με υαοακςηοιρςικά παοαδείγμαςα ςιπ ποξρξμξιόρειπ ςηπ ασςξ-ξογαμχςικήπ ρσμπεοιτξοάπ ςχμ κξιμχμικόμ εμςϊμχμ 4 και ςα ρσρςήμαςα Lindenmayer [L-Systems]. Οοϊκειςαι για πεοιπςόρειπ ϊπξσ ξ κεμςοικϊπ έλεγυξπ απξσριάζει, εμό η ρσμξλική ρσμπεοιτξοά ςξσ ρσρςήμαςξπ είμαι ιρυσοϊςεοη απϊ ςξ άθοξιρμα ςηπ ιρυϋξπ ςχμ ρσρςαςικόμ ςξσ 5. Ξι αλγϊοιθμξι με υαοακςηοιρςικά bottom-up, παοϊλξ πξσ δεμ επιςοέπξσμ ςη δσμαςϊςηςα πλήοξσπ ελέγυξσ ςξσ παοαγϊμεμξσ απξςελέρμαςξπ, υοηριμξπξιξϋμςαι εσοέχπ ρςξμ ςξμέα ςξσ ρυεδιαρμξϋ για ςη δημιξσογία «ξογαμχμέμα πξλϋπλξκχμ» μξοτόμ. Ξ Toyo Ito, για παοάδειγμα, αματεοϊμεμξπ ρςημ κεμςοική ιδέα ςξσ Serpentine Gallery Pavilion 2002 (εικ. 1) και ςημ αμαζήςηρη εμϊπ αλγξοίθμξσ πξσ θα ικαμξπξιήρει ςιπ ρυεδιαρςικέπ ςξσ επιλξγέπ γοάτει: «Ζ αουική ιδέα ήςαμ έμα κξσςί, με ςσυαία αλληλξςεμμόμεμεπ γοαμμέπ ρςημ ξοξτή και καςακόοστα σπξρςσλώμαςα. Ζ ποόκληρη χρςόρξ ήςαμ μα βοεθεί έμαπ αλγόοιθμξπ πξσ μα δημιξσογεί έμα «ξογαμχμέμξ υάξπ» και πξσ μα επιςοέπει ςημ αμέγεορη ςξσ πεοιπςέοξσ μέρα ρε δεκαςέρρεοιπ εβδξμάδεπ. Ζ διαδικαρία νεκίμηρε με ςημ αμαζήςηρη εμόπ πξλύπλξκξσ μξςίβξσ, αμαγώγιμξσ 3 Gary Flake, The Computational Beauty of Nature, ρελ Ζ διαδικαρία ασςή ρυεςίζεςαι με ςημ έμμξια ςηπ αμάδσρηπ [emergence] και ςη θεχοία ςηπ ξογαμχμέμηπ πξλσπλξκϊςηςαπ. Για πεοιρρϊςεοα ρςξιυεία βλ. επίρηπ: Steven Johnson, Emergence, the connected lives of ants, brains, cities and software, Scribner, London, New York, Ξι αλγϊοιθμξι με υαοακςηοιρςικά bottom-up υοηριμξπξιξϋμςαι ιδιαίςεοα ρςημ ευμηςή Εχή [Artificial Life], έμαμ ςξμέα μελέςηπ ατιεοχμέμξ ρςημ καςαμϊηρη ςηπ ζχήπ. «Ζ Τευμηςή Εχή ποξρπαθεί μα αταιοέρει ςιπ θεμελιώδειπ δσμαμικέπ αουέπ πξσ σπόκειμςαι ρςα βιξλξγικά ταιμόμεμα και καςόπιμ μα ςιπ αμαπαοαγάγει ρε άλλα τσρικά μέρα όπχπ ξι ηλεκςοξμικξί σπξλξγιρςέπ, μεςαςοέπξμςάπ ςα ρε μέρα πειοαμαςικξύ υειοιρμξύ και ελέγυξσ. [..] Χοηριμξπξιεί bottom-up μεθξδξλξγία νεκιμώμςαπ με απλέπ βαρικέπ μξμάδεπ και αμεβαίμξμςαπ κλιμακχςά μέρχ ςηπ ενέλινηπ, ςηπ αμάπςσνηπ και ςηπ αμάδσρηπ». Απϊρπαρμα απϊ ςη Διδακςξοική Διαςοιβή ςξσ Οαμαγιόςη Ρςαμάςη, Μελέςη Απξδξςικξύ Μηυαμιρμξύ Δπικξιμχμίαπ ρε ρμήμξπ πξσ απξςελείςαι από διαμερξλαβηςέπ πεοιξοιρμέμχμ δσμαςξςήςχμ, Οαμεπιρςήμιξ Οαςοόμ Βλ. Steven Johnson, Emergence, the connected lives of ants, brains, cities and software, ϊ.π., καθόπ και Warren Weaver, Science and Complexity, ρςξ: American Scientist, 36: 536, 1948 Ρςξ άοθοξ ασςϊ γίμεςαι μια ρσμξπςική παοξσρίαρη ςηπ ενέλινηπ ςηπ επιρςήμηπ απϊ ςξ 17ξ αι. μέυοι ρήμεοα. Λέρα απϊ απλά παοαδείγμαςα πεοιγοάτεςαι ξ ςοϊπξπ με ςξμ ξπξίξ μεςαβαίμξσμε απϊ ςημ κσοιαουία ςηπ απλϊςηςαπ και ςηπ αμξογάμχςηπ πξλσπλξκϊςηςαπ, ρε μια πξλσπλξκϊςηςα ξογαμχμέμη. Αματέοεςαι ϊςι ςα ρσρςήμαςα πξσ λειςξσογξϋμ με βάρη ςξπικά ξογαμχμέμεπ ασςϊμξμεπ δοαρςηοιϊςηςεπ καςαλήγξσμ ρε μεγαλϋςεοη απξςελερμαςικϊςηςα απϊ ϊςι ςα ρσρςήμαςα πξσ λειςξσογξϋμ ρςη βάρη μιαπ εμιαίαπ και πξλϋπλξκηπ δξμήπ. 5

6 χρςόρξ ρε έμαμ απλό καμόμα, πξσ μα μπξοεί μα ξογαμώρει ςη γεχμεςοία, ςη δξμή και ςημ καςαρκεσή ςξσ. Δμ ςέλει, η αιρθηςική πξσ αμαδύθηκε ήςαμ εμςελώπ αποόρμεμη» 6. Δικ.1: Toyo Ito, Serpentine Gallery Pavilion, Διαδξυικά ρκίςρα πξσ απξκαλϋπςξσμ ςξμ αλγϊοιθμξ δημιξσογίαπ και τχςξγοατία ςξσ Pavilion. Οαοϊλξ πξσ ξ πλήοηπ έλεγυξπ ςξσ αλγξοιθμικξϋ ρυεδιαρμξϋ είμαι εκ τϋρεχπ αδϋμαςξπ, είμαι ταμεοϊ ϊςι η ρϋγυοξμη ρυεδιαρςική κξιμϊςηςα επιδίδεςαι εμεογά ρςη διεοεϋμηρη μέχμ μεθϊδχμ και ςευμικόμ, ικαμόμ μα δόρξσμ ρςξ υοήρςη ςη δσμαςϊςηςα εναςξμίκεσρηπ και καςεϋθσμρηπ ςηπ διαδικαρίαπ. Αμςίρςξιυα, διαταίμεςαι η ποξρπάθεια για ςημ εδοαίχρη εμϊπ καιμξϋογιξσ οϊλξσ ςξσ σπξλξγιρςή, πξσ σπεοβαίμει πλέξμ ςα ϊοια ςηπ βξηθηςικήπ σπξλξγιρςικήπ μηυαμήπ και ρσμβάλλει ενίρξσ εμεογά με ςξμ άμθοχπξ ρςξμ εμπλξσςιρμϊ και ςημ αμάπςσνη ςχμ ιδεόμ. Όπχπ γοάτει ξ Mutsuro Sasaki, «ασςό πξσ απαρυξλεί ςξ διεθμέπ ποξρκήμιξ ςξσ ρύγυοξμξσ ρυεδιαρμξύ είμαι η δημιξσογία μέχμ αουιςεκςξμικώμ δξμώμ με ελεύθεοα, ξογαμικά υαοακςηοιρςικά. Ωρςόρξ, για μα μπξοέρξσμ ασςά μα ποαγμαςξπξιηθξύμ με έμαμ έλλξγξ ςοόπξ, η αμςικαςάρςαρη ςξσ παοαδξριακξύ και εμπειοικξύ ρυεδιαρμξύ από ςξμ αλγξοιθμικό ποέπει μα γίμει με μαθημαςικέπ 6 Toyo Ito, Reciprocity, Hierarchy and Discreteness - Serpentine Gallery Pavilion. Ρςξ: From Control to Design, ρελ

7 μεθόδξσπ πξσ μα εμξπξιξύμ ςη μηυαμική με ςημ αιρθηςική» 7. Ρςημ ανία ςχμ αιρθηςικόμ επιλξγόμ αματέοεςαι και ξ Manuel De Landa 8, καθόπ σπξγοαμμίζει ϊςι ακϊμη και η διαδικαρία ςηπ αλγξοιθμικήπ μξοτξγέμερηπ απαιςεί ςξ ρςξιυείξ ςηπ αμθοόπιμηπ δημιξσογικϊςηςαπ, καθόπ πεοιλαμβάμει ςξ θεμελιόδεπ ρςάδιξ ςχμ ρυεδιαρςικόμ επιλξγόμ και απξτάρεχμ. Οαοϊλα ασςά, δεμ είμαρςε ακϊμα ρε θέρη μα θεχοήρξσμε ϊςι ξ αλγξοιθμικϊπ ρυεδιαρμϊπ επιςοέπει ςημ αμάπςσνη εμϊπ ποξρχπικξϋ καλλιςευμικξϋ ρςσλ 9. Λε ατεςηοία ασςϊμ ςξμ ποξβλημαςιρμϊ, η παοξϋρα εογαρία διεοεσμά αλγξοιθμικέπ δξμέπ πξσ ποξρπαθξϋμ μα εμςάνξσμ ςξμ υοήρςη ρςη διαδικαρία ςηπ ενέλινηπ, επιςοέπξμςάπ ςξσ ςημ καθξδήγηρη ςηπ μξοτήπ ρϋμτχμα με ςη δική ςξσ ιδιξρσγκοαρία. Για ςημ καςαμϊηρη ςχμ παοαδειγμάςχμ παοξσριάζξμςαι ξι βαρικέπ αουέπ ξοιρμέμχμ αλγξοίθμχμ (Αλγϊοιθμξπ Ρμήμξσπ και L-Systems), εμό επίρηπ γίμεςαι λεπςξμεοήπ αματξοά ρςξμ Γεμεςικϊ Αλγϊοιθμξ, πξσ, εκςϊπ απϊ διαδικαρία βελςιρςξπξίηρηπ ή μξοτξγέμερηπ δϋμαςαι μα απξκςήρει διαδοαρςικό υαοακςήοα, με ςη ρσμβξλή ςξσ υοήρςη μα αμαδεικμϋεςαι χπ έμα απϊ ςα κϋοια ρσρςαςικά ςηπ δξμήπ ςξσ. Ρςη βάρη ασςή παοξσριάζεςαι εκςεμόπ ςξ παοάδειγμα εμϊπ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ πξσ λειςξσογεί με Ρςαθμιρμέμεπ Λεςαλλάνειπ, χπ μέθξδξπ πξσ επιςσγυάμει ςη ρσγυόμεσρη σπξκειμεμικόμ και αμςικειμεμικόμ κοιςηοίχμ ρε μια εμιαία διαδοαρςική διαδικαρία ενέλινηπ ςηπ μξοτήπ. Ζ πεοίπςχρη ασςή ποξρεγγίζεςαι ρςη ρσμέυεια θεχοηςικά μέρα απϊ έμμξιεπ ϊπχπ η διάδοαρη, ςξ πεοίπξσ αμςικείμεμξ και ςξ δσμηςικό, καθόπ εκςιμάςαι ϊςι η αμάλσρη ςχμ μέχμ δσμαςξςήςχμ πξσ αμαδϋξμςαι, μπξοεί μα ρσμβάλλει γϊμιμα ρςημ καςαμϊηρη και ςξμ εμπλξσςιρμϊ ςηπ έμμξιαπ ςξσ ελέγυξσ ρςξ ρϋγυοξμξ ρυεδιαρμϊ. 7 Mutsuro Sasaki, Morphogenesis of Flux Structure. Ρςξ: From Control to Design, Morphogenesis of Flux Structure, ρελ Manuel De Landa, Deleuze and the Use of the Genetic Algorithm in Architecture. Ρςξ: Rahim, A., Architectural Design: Contemporary Techniques in Architecture, Academy Press, 2002, ρελ Ό.π. 7

8 2. Δσμαμική επέμβαρη ρςη μξοτξγεμεςική διαδικαρία ξ ποόςξ παοάδειγμα ατξοά μια ρειοά απϊ πειοαμαςικέπ ποξρεγγίρειπ ςηπ ξμάδαπ Evolutionary and Swarm Design Group 10, ρςιπ ξπξίεπ διεοεσμόμςαι ξι δσμαςϊςηςεπ ςχμ «Γοαμμαςικόμ Ρμήμξσπ» [Swarm Grammars]. Οοϊκειςαι για έμαμ αλγϊοιθμξ πξσ απξςελεί ρσμδσαρμϊ δϋξ bottom-up διαδικαριόμ, ςξσ Αλγξοίθμξσ Ρμήμξσπ [Swarm Algorithm] και ςχμ Ρσρςημάςχμ Lindenmayer [L-Systems]. Οέοα απϊ ςξ εμδιατέοξμ πξσ παοξσριάζει η αλγξοιθμική ασςή δξμή ρε πειοαμαςικϊ και θεχοηςικϊ επίπεδξ, είμαι ρημαμςικϊ μα ςξμιρθεί ϊςι ςα ίδια ςα μέλη ςηπ ξμάδαπ δηλόμξσμ οηςά ϊςι αμαζηςξϋμ μεθϊδξσπ έμςανηπ ςξσ υοήρςη ρςη διαδικαρία ςηπ ενέλινηπ. Για ςημ καςαμϊηρη ςχμ Γοαμμαςικόμ Ρμήμξσπ, κοίμεςαι ρκϊπιμη η ρσμξπςική παοξσρίαρη ςχμ δϋξ ποξαματεοθέμςχμ ρσρςαςικόμ ςξσπ αλγξοίθμχμ. 2.1 Αλγϊοιθμξπ Ρμήμξσπ Ξ Αλγϊοιθμξπ Ρμήμξσπ ποξέουεςαι απϊ ςη μελέςη ςξσ Craig Reynolds πάμχ ρςημ ποξρξμξίχρη ςηπ κίμηρηπ ςξσ ρμήμξσπ πξσλιόμ, η ξπξία καςέληνε ςξ 1980 ρςξ αλγξοιθμικϊ μξμςέλξ πξσ ρήμεοα είμαι γμχρςϊ με ςξ ϊμξμα boids. Ρςξ μξμςέλξ ασςϊ, κάθε μξμάδα ςξσ ρμήμξσπ ρσμιρςά έμαμ αμενάοςηςξ διαμερξλαβηςή [agent] πξσ σπϊκειςαι ρε ςοειπ βαρικξϋπ καμϊμεπ: ςημ εσθσγοάμμιρη [alignment], ςξ διαυχοιρμό [separation] και ςη ρσμξυή [cohesion]. Αουικά, ποξρδιξοίζξμςαι ξι παοάμεςοξι και ξι μεςαβληςέπ ςξσ αλγξοίθμξσ, ϊπχπ για παοάδειγμα η μέγιρςη απϊρςαρη δϋξ μξμάδχμ όρςε μα θεχοξϋμςαι γειςξμικέπ, ςξ ξπςικϊ πεδίξ ςηπ κάθε μξμάδαπ, η ϋπαονη ή ϊυι ελκσρςώμ [attractors] κ.α. Ρςη ρσμέυεια, ξι καμϊμεπ πξσ αματέοθηκαμ εταομϊζξμςαι ρε ϊλεπ ςιπ μξμάδεπ με παοάλληλξ ςοϊπξ και για κάθε επαμάληφη ςηπ διαδικαρίαπ. 10 Βλ. Ζ ξμάδα εδοεϋει ρςξ παμεπιρςήμιξ Calgary, ρςξμ Ιαμαδά. 8

9 Δικ.2: Απεικϊμιρη ςχμ καμϊμχμ ςξσ Διαυχοιρμξύ, ςηπ Δσθσγοάμμιρηπ, και ςηπ Σσμξυήπ. Δικ.2: Απεικϊμιρη ςχμ καμϊμχμ ςξσ Διαυχοιρμξύ, ςηπ Δσθσγοάμμιρηπ, και ςηπ Σσμξυήπ. Οιξ ρσγκεκοιμέμα, ξ καμϊμαπ ςηπ εσθσγοάμμιρηπ ατξοά ςημ ποξρπάθεια μεςαβξλήπ ςηπ καςεϋθσμρηπ ςηπ κάθε μξμάδαπ, όρςε μα είμαι παοάλληλη με ςημ καςεϋθσμρη ςηπ κάθε γειςξμικήπ ςηπ. Ξ διαυχοιρμόπ ρυεςίζεςαι με ςη διαςήοηρη μιαπ ελάυιρςηπ απϊρςαρηπ, επίρηπ ρε ρυέρη με κάθε γειςξμική μξμάδα ή τσρικϊ εμπϊδιξ, εμό η ρσμξυή πεοιγοάτει ςημ διαοκή ςάρη κεμςοικήπ ςξπξθέςηρηπ ςηπ μξμάδαπ χπ ποξπ ςιπ γειςξμικέπ ςηπ μέρα ρςξ ρμήμξπ (εικ. 2). ξ κσοιϊςεοξ υαοακςηοιρςικϊ ςξσ ρμήμξσπ είμαι ςξ γεγξμϊπ ϊςι ξι μξμάδεπ λειςξσογξϋμ ρςη βάρη μιαπ ιρϊςιμηπ, ασςϊμξμηπ και ασςξ-ξογαμχςικήπ ρσμπεοιτξοάπ, υχοίπ δηλαδή μα σπάγξμςαι ρε κάπξια ιεοαουική διάςανη ή κεμςοικϊ έλεγυξ. ξ ρμήμξπ υαοακςηοίζεςαι απϊ ικαμϊςηςα για ρσμςξμιρμϊ και ρσμεογαρία, και η απξςελερμαςικϊςηςά ςξσ έγκειςαι ρςιπ ρυέρειπ μεςανϋ ςχμ μξμάδχμ, ςιπ αλληλεπιδοάρειπ και διαρσμδέρειπ ςξσπ, πξσ ςξ καθιρςξϋμ ςελικά ικαμϊ για ασςξρσμςήοηρη και ποξραομξρςικϊςηςα ρςξ εκάρςξςε πεοιβάλλξμ δοάρηπ ςξσ. Ζ μξημξρύμη ρμήμξσπ βοίρκει εταομξγή ρε πξλλαπλξϋπ κλάδξσπ ςηπ ρϋγυοξμηπ επιρςήμηπ, ϊυι μϊμξ χπ εογαλείξ απξκεμςοχςικξϋ ελέγυξσ, αλλά και χπ εογαλείξ αμάλσρηπ σπαουϊμςχμ πξλϋπλξκχμ ταιμξμέμχμ Βλ. Steven Johnson, Emergence, the connected lives of ants, brains, cities and software, ϊ.π. 9

10 2.2 Ρσρςήμαςα Lindenmayer [ L-Systems ] Ξ δεϋςεοξπ αλγϊοιθμξπ ατξοά ςα ρσρςήμαςα Lindenmayer [L-Systems], ςα ξπξία παίομξσμ ςξ ϊμξμά ςξσπ απϊ ςξμ βιξλϊγξ και βξςαμξλϊγξ Aristid Lindenmayer. Ξ Lindenmayer, ρε ρσμεογαρία με ςξμ Przemyslaw Prusinkiewicz, ποξςείμει ςξ 1968 μια μαθημαςική δξμή πξσ ποξρξμξιόμει ςη μξοτξλξγική ενέλινη ςχμ τσςικόμ ξογαμιρμόμ ρςξ υοϊμξ (εικ. 3). Ξ αλγϊοιθμξπ υαοακςηοίζεςαι χπ εναιοεςικά ρσμπσκμχμέμξπ 12 και λειςξσογεί ρςη βάρη ςηπ διαδξυικήπ και παοάλληληπ αμςικαςάρςαρηπ ςμημάςχμ εμϊπ αουικξϋ αμςικειμέμξσ 13. Οιξ ρσγκεκοιμέμα, ξοίζεςαι έμα ρημείξ εκκίμηρηπ, ςξ ανίχμα [axiom], και έμα ρϋμξλξ καμϊμχμ παοαγχγήπ [production rules], πξσ εταομϊζξμςαι κσκλικά, για ϊρεπ επαμαλήφειπ σπξδείνει ξ αλγϊοιθμξπ. Για παοάδειγμα, απϊ έμα ανίχμα Β και καμϊμεπ παοαγχγήπ Β F [-B] + B, F FF, παοάγξμςαι ξι ενήπ «ρςξιυειξρειοέπ» [strings] 14 : n = 0 n = 1 n = 2 n = 3... B F [-B] + B FF[-F[-B]+B] + F[-B]+B FFFF[-FF[-F[-B]+B]+F[-B]+B]+FF[-F[-B]+B]+F[-B]+B] Οαοαςηοείςαι ϊςι έμα ρϋμξλξ απλόμ καμϊμχμ αοκεί για μα καςαλήνει καμείπ ρε έμαμ αμαλξγικά σφηλϊ βαθμϊ πξλσπλξκϊςηςαπ. Ρςημ διαδικαρία πξσ μϊλιπ αματέοθηκε, για παοάδειγμα, είμαι ποάγμαςι εμςσπχριακϊπ ξ οσθμϊπ αϋνηρηπ ςηπ ρςξιυειξρειοάπ μέρα ρε ςέρρεοιπ μϊλιπ επαμαλήφειπ. Ωρςϊρξ, επιρημαίμεςαι ϊςι η δεδξμέμη ακξλξσθία ρςξιυείχμ είμαι κεμή μξήμαςξπ 12 Gary Flake, ϊ.π., ρελ Για πεοιρρϊςεοεπ πληοξτξοίεπ πάμχ ρςα L-Systems βλ. Prusinkiewicz P., Lindenmayer A., The Algorithmic Beauty of Plants, New York: Springer-Verlag, Ξ ρσγκεκοιμέμξπ ρσμδσαρμϊπ ανιχμάςχμ και καμϊμχμ παοαγχγήπ τέοεςαι χπ παοάδειγμα ρςξ ρυεςικϊ κετάλαιξ για ςα L- Systems ρςξ Gary Flake, The Computational Beauty of Nature, ρελ

11 επιζηςεί δηλαδή ςημ έμςανή ςηπ μέρα ρε έμα εμμξιξλξγικϊ πλαίριξ πξσ θα ςηπ δόρει ανία και πεοιευϊμεμξ. Ξ Gary Flake αματέοει ςημ πεοίπςχρη ϊπξσ κάθε ρϋμβξλξ αμςιρςξιυεί ρε μία απλή ρυεδιαρςική εμςξλή και η ρςξιυειξρειοά απξςελεί ςελικά ςημ κχδικξπξίηρη ςηπ καςαρκεσήπ εμϊπ μξοτξκλαρμαςικξϋ [fractal] ρυημαςιρμξϋ 15. Ξ αλγϊοιθμξπ διακοίμεςαι για ςα πξλϋπλξκα και εμςσπχριακά απξςελέρμαςα πξσ παοάγει, καθόπ υαοακςηοίζεςαι απϊ μια γεχμεςοία ρσμπεοιτξοιρςική και εμεογή, ςημ ξπξία ξ ρυεδιαρςήπ αμαπςϋρρει για ασςϊ πξσ κάμει και ϊυι για ασςϊ πξσ ρυεδιάζει 16. Δικ.3: Τσςικϊ μξςίβξ πξσ παοάγεςαι με ανίχμα Β και καμϊμα παοαγχγήπ Β Β[-Β]Β[+Β][B] 15 Σπϊ ασςϊ ςξ εομημεσςικϊ ποίρμα ανίζει μα ρυξλιαρθεί ϊςι ςα L-Systems παοαλληλίζξμςαι με ςιπ σπικέπ Γοαμμαςικέπ [Formal Grammars] ςξσ Noam Chomsky, ςιπ ξπξίεπ ξ Αμεοικαμϊπ γλχρρξλϊγξπ είυε αμαπςϋνει μϊλιπ κάπξια υοϊμια μχοίςεοα. 16 Sanford Kwinter, Jayson Payne, A conversation between Sanford Kwinter and Jason Payne. Ρςξ: From Control to Design, ρελ

12 2.3 Ξ υοήρςηπ χπ «εκςοξτέαπ μξοτόμ» Ξι «Γοαμμαςικέπ Ρμήμξσπ» [Swarm Grammars] μξμςελξπξιξϋμ διαδικαρίεπ δσμαμικήπ αμάπςσνηπ ρςξμ ςοιδιάρςαςξ φητιακϊ υόοξ βάρει ςηπ αουέςσπηπ δξμήπ ςχμ L-Systems και ςηπ ενάοςηρηπ ςχμ καμϊμχμ παοαγχγήπ ςξσπ απϊ ςη ρσμπεοιτξοά εμϊπ ρμήμξσπ μξμάδχμ. Έςρι παοάγξμςεπ ϊπχπ η ςαυϋςηςα, η ρσμξυή ή η μέρη καςεϋθσμρη ςξσ ρμήμξσπ, καθξοίζξσμ αμςίρςξιυα ςημ αμάπςσνη και μξοτή εμϊπ διακλαδχςξϋ ρυημαςιρμξϋ ρςξ υόοξ. Οέοα απϊ ςα εμδξγεμή υαοακςηοιρςικά ςξσ ρμήμξσπ ξοίζεςαι επιπλέξμ έμα ρσγκεκοιμέμξ πξρϊ εμέογειαπ, ςξ ξπξίξ είμαι ποξγοαμμαςιρμέμξ μα ελαςςόμεςαι ρςαδιακά καςά ςη διάοκεια ςηπ πςήρηπ ςξσ. Ιάθε τξοά πξσ η εμέογεια μηδεμίζεςαι, ςξπξθεςείςαι ρςξ φητιακϊ πεοιβάλλξμ έμαπ κϋλιμδοξπ με γεχμεςοικά υαοακςηοιρςικά πξσ εναοςόμςαι απϊ ςημ εκάρςξςε διαδοξμή πξσ διήμσραμ ξι μξμάδεπ. Ρςη ρσμέυεια εταομϊζξμςαι ξι καμϊμεπ παοαγχγήπ και η διαδικαρία επαμαλαμβάμεςαι, καθόπ η εμέογεια αμαπληοόμεςαι ρϋμτχμα με ποξκαθξοιρμέμεπ παοαμέςοξσπ και ρςαθεοέπ (εικ. 4). Δικ.4: ξπξθέςηρη κσλίμδοχμ καςά ςημ πξοεία πςήρηπ ςξσ ρμήμξσπ και παοαδείγμαςα ρυεδιαρςικόμ απξςελερμάςχμ ρςξμ ςοιδιάρςαςξ υόοξ. 12

13 Δταομϊζξμςαπ πξικίλξσπ ρσμδσαρμξϋπ παοαμέςοχμ, πξσ ατξοξϋμ ςϊρξ ςξ ρμήμξπ, ϊρξ και ςξσπ καμϊμεπ ςχμ L-Systems, μπξοεί καμείπ μα αμςιλητθεί ϊςι η ενειδικεσμέμη ασςή αλγξοιθμική δξμή εμέυει ποάγμαςι δσμαςϊςηςεπ πξσ εκςείμξμςαι ποξπ διάτξοεπ καςεσθϋμρειπ. Υαοακςηοιρςικά η ξμάδα πεοιγοάτει πληθόοα πιθαμόμ εταομξγόμ ρε ςξμείπ ϊπχπ η μηυαμική (χπ αλγϊοιθμξπ βελςιρςξπξίηρηπ), η αουιςεκςξμική, αλλά και η ςέυμη (εικ. 5) 17. Δικ.5: Οειοαμαςική εταομξγή ςξσ αλγξοίθμξσ Swarm Grammars ρςη αουιςεκςξμική (αοιρςεοά) και ρςημ ςέυμη (δενιά). Ωρςϊρξ, ρςξ πλαίριξ ςηπ παοξϋραπ έοεσμαπ, ποξκαλεί ιδιαίςεοξ εμδιατέοξμ η ποϊθερη ςηπ ξμάδαπ για αϋνηρη ςξσ ελέγυξσ πξσ αρκεί ξ υοήρςηπ καςά ςη διαδικαρία ςηπ αμάπςσνηπ ςηπ μξοτήπ. Ξι Sebastian Von Mammen και Christian Jacob, δημιξσογξί ςξσ αλγξοίθμξσ, δηλόμξσμ: «Σςόυξπ είμαι η ενεοεύμηρη μέχμ ςοόπχμ ρυεδιαρμξύ ρσρςημάςχμ, όπξσ ξ υοήρςηπ εμβαπςίζεςαι ρςιπ ενελικςικέπ διαδικαρίεπ 18. Με ασςόμ ςξμ ςοόπξ, ξ υοήρςηπ, χπ εκςοξτέαπ μξοτώμ [breeder] 17 Sebastian Von Mammen, The Evolution of Swarm Grammars - Growing Trees, Crafting Art, and Bottom-Up Design. Ρςξ: Computational Intelligence Magazine, IEEE, Αϋγξσρςξπ Sebastian Von Mammen, Christian Jacob, Genetic Swarm Grammar Programming: Ecological Breeding like a Gardener. Ρςξ: 2007 IEEE Congress on Evolutionary Computation, ρ

14 και ρυεδιαρςήπ ςξσ απξςελέρμαςξπ αμαλαμβάμει μεςατξοικά ςξμ οόλξ εμόπ ρυεδιαρςή κήπχμ [gardener], καθώπ ξπλίζεςαι πλέξμ με εογαλεία πξσ επηοεάζξσμ και ρυημαςξπξιξύμ ςη μξοτή». Ρςημ πεοίπςχρη ςχμ Γοαμμαςικόμ Ρμήμξσπ, ξ υοήρςηπ απξκςά δσμαςϊςηςεπ αλληλεπίδοαρηπ με ςξ σπξλξγιρςικϊ πεοιβάλλξμ μέρχ ενχςεοικόμ ρσρκεσόμ. Οιξ ρσγκεκοιμέμα, έυει ρςη διάθερή ςξσ «Γεμεςικξϋπ ελερςέπ» [Breeding Operators], ςξσπ ξπξίξσπ μπξοεί μα ςξπξθεςήρει διαδοαρςικά ρςξμ φητιακϊ υόοξ. Οοϊκειςαι για «ρταίοεπ επιοοξήπ», πξσ αμάλξγα με ςη θέρη ςξσπ χπ ποξπ ςιπ κιμξϋμεμεπ μξμάδεπ, ςοξπξπξιξϋμ ςιπ παοαμέςοξσπ ςξσ ρμήμξσπ και ρσμεπόπ επηοεάζξσμ ςη διαδικαρία αμάπςσνηπ ςηπ μξοτήπ. Ωρςϊρξ, και εδό, ϊπχπ διαςσπόμεςαι απϊ ςημ ξμάδα, «ξ υοήρςηπ αδσμαςεί μα ελέγνει πλήοχπ ςξ παοαγόμεμξ απξςέλερμα, καθώπ δεμ μπξοεί μα ποξδιαγοάφει με βεβαιόςηςα πξιέπ δξμέπ ποόκειςαι μα κςιρθξύμ και ρε πξιξ ρημείξ ςξσ υώοξσ. Έυει όμχπ ςη δσμαςόςηςα μα αρκήρει ςημ επιοοξή ςξσ ρε ξπξιαδήπξςε ώοα και ςόπξ μέρα ρςξ πεοιβάλλξμ» 19. Δικ.6: Οαοαδείγμαςα διαδοαρςικόμ εγκαςαρςάρεχμ. Αοιρςεοά: Pixel Dance, project ςξσ Άγγελξσ Υοϊμη, ρςξ πλαίριξ ςξσ μαθήμαςξπ Digital Studio MSc Adaptive Architecture & Computation UCL. Δενιά: Δγκαςάρςαρη ςξσ Daniel Hirschmann ρςξ Kinetica Art Fair 2010, ϊπξσ ξι θεαςέπ ςξσ καλλιςευμικξϋ έογξσ μπξοξϋμ με ςιπ κιμήρειπ ςξσπ μα καςεσθϋμξσμ ςημ ενέλινη ςηπ μξοτήπ. 19 Ό.π. 14

15 έλξπ, ανίζει μα ρυξλιαρθεί ϊςι η δξμή ςξσ αλγξοίθμξσ είμαι ςέςξια πξσ η ενέλινη ςηπ διαδικαρίαπ δεμ θεμελιόμεςαι ρςημ αμάμινη ςξσ υοήρςη ρε ασςή. Λε άλλα λϊγια, η ενχςεοική παοέμβαρη δεμ ρσμιρςά ποξωπϊθερη για ςη μξοτξγέμερη, αλλά έγκειςαι ρςημ ποξρχπική και ασθϊομηςη βξϋληρη ςξσ υοήρςη για ρσμμεςξυή. Οαοϊμξιεπ ποξρεγγίρειπ με ασςή πξσ πεοιγοάτηκε μπξοξϋμ μα εμςξπιρθξϋμ και ρε ρϋγυοξμεπ καλλιςευμικέπ εγκαςαρςάρειπ (εικ. 6), με ςξσπ θεαςέπ/επιρκέπςεπ μα απξκςξϋμ δσμαςϊςηςεπ διάδοαρηπ με ςα έογα. Ιαι ρε ασςέπ ςιπ πεοιπςόρειπ, η διάδοαρη επιςσγυάμεςαι με ςη υοήρη ενχςεοικόμ ρσρκεσόμ, ϊπχπ π.υ. με αιρθηςήοεπ και κάμεοεπ πξσ αμιυμεϋξσμ ςημ κίμηρη ςχμ αμθοόπχμ ρςξ υόοξ και ςη μεςατοάζξσμ ρε κόδικα. Δημιξσογξϋμςαι έςρι ποϊρκαιοα απξςελέρμαςα πξσ αμςαμακλξϋμ ςξμ ασθξομηςιρμϊ ςχμ ρσμμεςευϊμςχμ, υχοίπ χρςϊρξ ασςϊπ μα θεχοείςαι απαοαίςηςη ποξωπϊθερη για ςημ αλγξοιθμική ενέλινη Υαοακςηοιρςικά παοαδείγμαςα απξςελξϋμ πξλλέπ απϊ ςιπ ρσμμεςξυέπ ρςημ έκθερη Kinetica Art Fair, πξσ γίμεςαι κάθε υοϊμξ ρςξ Κξμδίμξ. Για πεοιρρϊςεοεπ πληοξτξοίεπ βλ. 15

16 3. H ρσμβξλή ςξσ υοήρςη χπ ρσρςαςικϊ ρςξιυείξ ςηπ αλγξοιθμικήπ δξμήπ Ρςξ κετάλαιξ ασςϊ παοξσριάζξμςαι παοαδείγμαςα, ςα ξπξία αματέοξμςαι ρε μια πιξ αλληλεναοςόμεμη ρυέρη αμάμερα ρςξμ υοήρςη και ςξμ σπξλξγιρςή. Ρε αμςίθερη με ςιπ ποξηγξϋμεμεπ πεοιπςόρειπ, η ςοξτξδϊςηρη ςξσ αλγξοίθμξσ με ενχςεοικέπ σπξκειμεμικέπ πληοξτξοίεπ ρσμιρςά εδό απαοαίςηςη ποξωπϊθερη για ςημ εϋοχρςη ρσμέυιρη ςηπ διαδικαρίαπ. α παοαδείγμαςα ατξοξϋμ εταομξγέπ ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ. Έςρι, για ςημ καςαμϊηρή ςξσπ γίμεςαι αουικά η πεοιγοατή ςηπ βαρικήπ δξμήπ ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, καθόπ και ςξσ ςοϊπξσ υοήρηπ ςξσ χπ μξοτξγεμεςικϊ εογαλείξ. Ακξλξσθεί η παοξσρίαρη ςηπ μεςαςοξπήπ ςηπ δξμήπ ασςήπ ρε Διαδοαρςικϊ Γεμεςικϊ Αλγϊοιθμξ και ξ ρυξλιαρμϊπ ξοιρμέμχμ εταομξγόμ ςξσ βάρει ςχμ δσμαςξςήςχμ ή πεοιξοιρμόμ πξσ ποξκϋπςξσμ κάθε τξοά. 3.1 Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ Ξ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ παοξσριάρθηκε ςξ 1975 απϊ ςξμ John Holland χπ σπξλξγιρςική μέθξδξπ αμαζήςηρηπ βέλςιρςχμ λϋρεχμ ρε πξλϋπλξκα μαθημαςικά ποξβλήμαςα. Ζ μέθξδξπ ασςή ποξρξμξιόμει με αταιοεςικϊ ςοϊπξ ςη ρϋγυοξμη θεχοία ςηπ ενέλινηπ 21, η ξπξία θεμελιόμεςαι ρςη βάρη ςηπ αμάδεινηπ ςηπ κξιμόςηςαπ ξογαμιρμώμ χπ μήςοαπ αμαπαοαγχγήπ ςξσ γεμεςικξϋ σλικξϋ και ςηπ ενέλινηπ ςχμ τσρικόμ υαοακςηοιρςικόμ ςξσπ. Λε άλλα λϊγια, ςξ γμόοιρμα ςηπ ποξραομξρςικϊςηςαπ ρςξ πεοιβάλλξμ, πξσ επιδεικμϋξσμ ξι ξογαμιρμξί ρε βάθξπ υοϊμξσ, δεμ εομημεϋεςαι ρϋμτχμα με ςημ αουή ςηπ επιβίχρηπ ςξσ ιρυσοξςέοξσ - με ςη διαρςαϋοχρη μεμξμχμέμχμ αςϊμχμ/μξμάδχμ και ςη μεςαβίβαρη ςχμ υαοακςηοιρςικόμ ςξσπ απϊ απϊγξμξ ρε απϊγξμξ, αλλά αμςίθεςα ατξοά έμαμ ξλϊκληοξ πληθσρμϊ, με ςα γξμίδια μα κληοξδξςξϋμςαι ρςιπ επϊμεμεπ γεμιέπ με διατξοεςικϊ οσθμϊ και ρε διατξοεςικϊ υοϊμξ. 21 Ζ δξμή ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ με ςξμ ςοϊπξ πξσ εταομϊζεςαι ρςιπ μέοεπ μαπ παοξσριάρθηκε για ποόςη τξοά ρςξ: John Holland, Adaptation in Natural and Artificial Systems, 1975, χρςϊρξ ξι ποξρπάθειεπ για ςημ ποξρξμξίχρη ςηπ τσρικήπ ενέλινηπ έυξσμ ήδη νεκιμήρει απϊ ςη δεκαεςία ςξσ 50. Για μια ρσμξπςική αματξοά ςχμ ιρςξοικόμ ρςξιυείχμ, βλ. Melanie Mitchell, Genetic Algorithms and Artificial Life, 16

17 Ξ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ αματέοεςαι ρε αλληλξσυίεπ γξμιδίχμ, ξι ξπξίεπ αμςιρςξιυξϋμ ρε σπξλξγιρςικέπ «ρςξιυειξρειοέπ» [strings] πξσ κχδικξπξιξϋμ ξογαμιρμξϋπ/σπξφήτιεπ λϋρειπ ρε έμα ποϊβλημα 22. Ζ διαδικαρία νεκιμάει με ςξμ ξοιρμϊ ςξσ μεγέθξσπ ςξσ πληθσρμξϋ 23, ςη δημιξσογία πξλλαπλόμ αμςιγοάτχμ με ςσυαίεπ ςιμέπ και ςημ επακϊλξσθη ςανιμϊμηρή ςξσπ με βάρη ςημ αμςικειμεμικά μεςοήριμη απϊδξρή ςξσπ χπ ποξπ μία λϋρη πξσ θεχοείςαι η επιθσμηςή. Ζ ανιξλϊγηρη γίμεςαι μέρχ μιαπ ρσμάοςηρηπ πξσ δίμει ςξ μέςοξ ικαμϊςηςαπ ςηπ λϋρηπ και η ξπξία ξμξμάζεςαι «ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ» 24. Ρςη ρσμέυεια επιλέγξμςαι δϋξ ξογαμιρμξί χπ «γξμείπ» ςηπ ακϊλξσθηπ γεμιάπ λϋρεχμ [τσρική επιλξγή - natural selection] 25 και ξι ρςξιυειξρειοέπ ςξσπ ρσμδσάζξμςαι [«διαρςαϋοχρη» - crossover] για ςη δημιξσογία εμϊπ μέξσ ξογαμιρμξϋ. ξ καιμξϋογιξ γεμεςικϊ σλικϊ ποξρδίδει ρςξμ απϊγξμξ τσρικά υαοακςηοιρςικά και ςχμ δϋξ γξμέχμ, εμό παοάλληλα ϊμχπ διαςηοεί και μια μικοή πιθαμϊςηςα ςξπικήπ μεςάλλανηπ [mutation], με ςη μεςαβξλή ςσυαίχμ ςιμόμ ςηπ ρςξιυειξρειοάπ. Ασςϊ γίμεςαι για μα δξθεί η εσκαιοία ρςημ εμτάμιρη μέχμ ρσμδσαρμόμ, πιθαμόπ ικαμϊςεοχμ απϊ ςξσπ ήδη σπάουξμςεπ. Λε ςευμικξϋπ ϊοξσπ, απξτεϋγεςαι έςρι η ποϊχοη «ρϋγκλιρη» [convergence] ςχμ λϋρεχμ ποξπ κάπξιξ απξςέλερμα, πξσ δεμ είμαι ςξ «καθξλικϊ βέλςιρςξ» [global optimum], αλλά έμα «ςξπικϊ βέλςιρςξ» [local optimum]. Ζ μέα λϋρη ανιξλξγείςαι ρϋμτχμα με ςη ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ και ςανιμξμείςαι ρςξμ πληθσρμϊ, αμςικαθιρςόμςαπ ςξμ λιγϊςεοξ ικαμϊ ξογαμιρμϊ ςηπ ποξηγξϋμεμηπ γεμιάπ. Έςρι ςξ μέγεθξπ ςξσ πληθσρμξϋ παοαμέμει ρςαθεοϊ και η διαδικαρία αμαπαοαγχγήπ νεκιμάει απϊ ςημ αουή, με ςημ ςσυαία επιλξγή ςχμ γξμέχμ κ.ξ.κ. 22 Για ςημ καλϋςεοη καςαμϊηρη ςξσ κειμέμξσ ρημειόμεςαι ϊςι ςξ ρϋμξλξ ςχμ γξμιδίχμ εμϊπ ξογαμιρμξϋ ξμξμάζεςαι «γξμϊςσπξπ», εμό η εκδήλχρη-μεςάτοαρη ςξσ γξμϊςσπξσ ρςα τσρικά υαοακςηοιρςικά ςξσ, ξμξμάζεςαι «ταιμϊςσπξπ». 23 Υχοίπ μα σπάουει ρσγκεκοιμέμξπ καμϊμαπ είμαι ποξςιμϊςεοξ μα ξοίζεςαι έμα ρυεςικά μεγάλξ μέγεθξπ πληθσρμξϋ, όρςε μα εσμξείςαι η δξκιμαρία ϊρξ ςξ δσμαςϊςεοξ πεοιρρϊςεοχμ ρσμδσαρμόμ. Ασςϊ κοίμεςαι νευχοιρςά για κάθε πεοίπςχρη, αμάλξγα με ςημ πξλσπλξκϊςηςα ςξσ ποξβλήμαςξπ και ςημ ιρυϋ ςξσ σπξλξγιρςή. 24 Για ςημ απϊδξρη ςχμ ϊοχμ ρςα ελλημικά, ακξλξσθείςαι η ξοξλξγία πξσ παοξσριάζεςαι ρςημ ηλεκςοξμική Δγκσκλξπαίδεια Wikipedia: 25 Ζ ρσμάοςηρη πξσ αμςιρςξιυεί ρςημ επιλξγή ςχμ ξογαμιρμόμ-γξμέχμ ςηπ επϊμεμηπ γεμιάπ είμαι ρςαθμιρμέμη καςά ςέςξιξ ςοϊπξ έςρι όρςε μα δίμει ρσμήθχπ ρημαμςικά ασνημέμεπ πιθαμϊςηςεπ ρςημ επιλξγή ξογαμιρμόμ με σφηλϊ πξρξρςϊ απϊδξρηπ χπ ποξπ ςη ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ. Λε ςξμ ςοϊπξ ασςϊ επιςαυϋμεςαι η διαδικαρία και η καςάληνη ρςη βέλςιρςη λϋρη. 17

18 3.2 Ζ υοήρη ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ χπ μξοτξγεμεςική διαδικαρία Ξ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ, εκςϊπ απϊ ςη υοήρη και εταομξγή πξσ βοίρκει ρε διάτξοξσπ επιρςημξμικξϋπ κλάδξσπ, υοηριμξπξιείςαι και ρςξμ ςξμέα ςξσ ρυεδιαρμξϋ χπ διαδικαρία αμάπςσνηπ και ενέλινηπ μξοτόμ, καθιρςόμςαπ για άλλη μια τξοά εμταμή ςη γεμικϊςεοη ρςοξτή ςξσ παοαδξριακξϋ ρυεδιαρμξϋ ποξπ πειοαμαςικέπ εοεσμηςικέπ μεθϊδξσπ με ςη υοήρη ςξσ σπξλξγιρςή. Ρςημ πεοίπςχρη ασςή, ςξ γεμεςικϊ σλικϊ, αμςί για μαθημαςικξϋπ ρσμδσαρμξϋπ, κχδικξπξιεί ρυέρειπ μεςανϋ μξοτξλξγικόμ ρςξιυείχμ, πξσ ξ αλγϊοιθμξπ επιυειοεί μα βελςιρςξπξιήρει χπ ποξπ μια ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ πξσ δίμεςαι απϊ ςξ ρυεδιαρςή. Ξ ρυεδιαρςήπ έςρι, αμςί μα επιδίδεςαι ρςη μξηςική και ρυεδιαρςική επενεογαρία ςηπ μξοτήπ πξσ επιθσμεί μα δημιξσογήρει, ποξρδιξοίζει υόοξσπ πιθαμόμ λϋρεχμ, ξι ξπξίξι - ρϋμτχμα με ςξμ De Landa - ξτείλξσμ μα είμαι επαοκόπ «πλξϋριξι», όρςε μα εσμξείςαι η αμάδσρη αποϊρμεμχμ απξςελερμάςχμ 26. Ξ De Landa, ρςξ ίδιξ κείμεμξ, ρσμδέει ςιπ μξοτξγεμεςικέπ ικαμϊςηςεπ ςχμ Γεμεςικόμ Αλγξοίθμχμ με ςοειπ μξοτέπ τιλξρξτικήπ ρκέφηπ, ςημ πληθσρμιακή, ςημ εμςαςική και ςημ ςξπξλξγική, ϊπχπ ασςέπ διαςσπόμξμςαι απϊ ςξμ Gilles Deleuze. Ζ «πληθσρμιακή ρκέφη» έυει χπ ατεςηοία ςη ρϋγυοξμη ενελικςική θεχοία, εκτοάζξμςαπ ακοιβόπ ασςή ςη μεςαςϊπιρη απϊ μεμξμχμέμα ζεϋγη σπξκειμέμχμ ποξπ έμα πλήθξπ διατξοεςικόμ ξογαμιρμόμ, πξσ ςελικά απξςελξϋμ ςη μήςοα ςηπ ενέλινηπ και ςηπ δημιξσογικϊςηςαπ. Ζ «εμςαςική ρκέφη» αματέοεςαι ρςιπ εμςαςικέπ ιδιϊςηςεπ εμϊπ ρσρςήμαςξπ, δηλαδή ρςιπ πξρϊςηςεπ εκείμεπ πξσ δεμ δϋμαμςαι μα σπξδιαιοεθξϋμ: για παοάδειγμα ρςη θεομξκοαρία, ςημ πίερη ή ςημ ςαυϋςηςα. Ρϋμτχμα με ασςή ςημ ποξρέγγιρη, η μεςαβξλή ρςιπ εμςαςικέπ ιδιϊςηςεπ είμαι σπεϋθσμη για ςημ ενέλινη και ςημ παοαγχγή εμέογειαπ, εμό αμςίθεςα ξι εκςαςικέπ ιδιϊςηςεπ (πξσ αματέοξμςαι ρε μεγέθη πξσ μπξοξϋμ μα σπξδιαιοεθξϋμ, ϊπχπ μήκξπ, εμβαδϊ, ϊγκξπ) καςαλήγξσμ ρε πεοιρρϊςεοξ ρςαςικά απξςελέρμαςα. έλξπ, με ςημ «ςξπξλξγική ρκέφη» διεσοϋμξμςαι ξι πεοιξοιρμέμεπ δσμαςϊςηςεπ ςηπ Δσκλείδειαπ γεχμεςοίαπ και ςχμ μεςοικόμ υόοχμ, καθόπ ςξ εμδιατέοξμ ρςοέτεςαι ποξπ έμα 26 Manuel De Landa, Deleuze and the Use of the Genetic Algorithm in Architecture, ϊ.π. 18

19 πεδίξ πξλλαπλόμ διαρςάρεχμ, ϊπξσ κσοιαουξϋμ ςα ατηοημέμα διαγοάμμαςα [body plans] και ξι ρσμδεςικέπ ρυέρειπ ςχμ ρςξιυείχμ πξσ ςα απαοςίζξσμ Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ - Οαοαδείγμαςα O Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ, ϊπχπ παοξσριάζεςαι απϊ ςξμ Holland, μιμείςαι ςημ αμαπαοαγχγή ςχμ πληθσρμόμ με έμαμ ςοϊπξ μξμξρήμαμςξ και μςεςεομιμιρςικϊ, καθόπ απξοοίπςει ςημ επιοοξή ςξσ πεοιβάλλξμςξπ χπ δσμαμικϊ ρςξιυείξ πξσ ρσμβάλλει ρςημ αμάπςσνη ςχμ ξογαμιρμόμ. Ζ ενέλινη, ϊπχπ γοάτει ξ De Landa 28, βαρίζεςαι ρε μια «ςστλή» αμαζήςηρη λϋρεχμ. Αματέοεςαι επίρηπ ϊςι «ρςιπ πεοιρρόςεοεπ πεοιπςώρειπ εταομξγήπ ςξσ Γεμεςικξύ Αλγξοίθμξσ απξσριάζει η ικαμόςηςα υοήρηπ ςηπ αμθοώπιμηπ διαίρθηρηπ και ρσγκίμηρηπ, ρςξιυείξ ιδιαίςεοα ρημαμςικό ρε εκτάμρειπ ςηπ αμθοώπιμηπ δημιξσογικόςηςαπ όπχπ είμαι ξ ρυεδιαρμόπ [design], η ςέυμη ή η μξσρική πεοιπςώρειπ όπξσ δεμ σπάουει κάπξια νεκάθαοη μέθξδξπ ανιξλόγηρήπ, πέοα από ςημ αμθοώπιμη κοίρη» 29. Λε ατεςηοία ασςϊμ ςξμ ποξβλημαςιρμϊ, ξτείλει μα επιρημαμθεί ϊςι ρςα ςέλη ςηπ δεκαεςίαπ ςξσ 80 κάμει ςημ εμτάμιρή ςξσ έμα εμαλλακςικϊ είδξπ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, πξσ ειράγει ςξμ υοήρςη χπ ρσμιρςόρα ςξσ ρυεδιαρμξϋ, δίμξμςάπ ςξσ ςη δσμαςϊςηςα καθξδήγηρηπ ςηπ ενέλινηπ 30. Οοακςικά, η αλγξοιθμική ασςή διαδικαρία διατξοξπξιείςαι απϊ ςημ κλαρική δξμή ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ χπ ποξπ ςξμ ςοϊπξ με ςξμ ξπξίξ ποαγμαςξπξιείςαι η επιλξγή ςχμ «γξμέχμ», δηλαδή ςχμ ξογαμιρμόμ πξσ θα παοαγάγξσμ ςημ επϊμεμη γεμιά: αμςί μα καθξοίζεςαι μέρχ μιαπ ρσμάοςηρηπ βαριρμέμηπ ρςημ ςσυαιϊςηςα, η επιλξγή γίμεςαι απϊ ςξμ ίδιξ ςξ υοήρςη. Έςρι, με ςημ επαμάληφη ςηπ διαδικαρίαπ για έμα πλήθξπ γεμεόμ, επικοαςξϋμ ρςαδιακά ςα γξμίδια πξσ αμςιρςξιυξϋμ ρςιπ ποξςιμήρειπ ςξσ υοήρςη. Λε άλλα λϊγια, ξ αλγϊοιθμξπ βελςιρςξπξιεί ςη λϋρη 27 Ό.π. 28 Ό.π. 29 Sung Bae-Cho, Towards Creative Evolutionary Systems with Interactive Genetic Algorithm, ρςξ: Applied Intelligence 16, ρελ H ιδέα εμταμίρςηκε για ποόςη τξοά ςξ 1986 ρςξ ποόςξ βιβλίξ ςξσ Richard Dawkins The Blind Watchmaker, ϊπξσ πεοιγοάτεςαι μια διαδικαρία ρσμεογαρίαπ μεςανϋ υοήρςη και μηυαμήπ, η «Διαδοαρςική Δνέλινη» [Interactive Evolution]. 19

20 βάρει ςηπ αμθοόπιμηπ ανιξλϊγηρηπ και ξ υοήρςηπ, απϊ ςημ άλλη, μέρα απϊ ςημ επαμαλαμβαμϊμεμη διάδοαρή ςξσ με ςξ ρϋρςημα, ενεοεσμά ςξμ υόοξ ςχμ πιθαμόμ λϋρεχμ, αρκόμςαπ έλεγυξ ρςη διαδικαρία παοαγχγήπ ςχμ απξςελερμάςχμ. Ιοίμεςαι θεςικά επίρηπ ςξ γεγξμϊπ ϊςι ξ υοήρςηπ, παοϊλη ςημ εμεογή ρσμμεςξυή ςξσ ρςη διαδικαρία, δεμ σπξυοεξϋςαι μα γμχοίζει ρε βάθξπ ςξ ρϋμξλξ ςχμ πξλϋπλξκχμ λειςξσογιόμ ςξσ σπξλξγιρςή 31. α. Δταομξγή ρςημ ςέυμη Έμα απϊ ςα ποόςα παοαδείγμαςα εταομξγήπ ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ ατξοά ςημ «ξογαμική ςέυμη» ςξσ William Latham. Ξ Latham, επηοεαρμέμξπ απϊ ςξσπ ρυημαςιρμξϋπ ςχμ ρςαλακςιςόμ, ςξ Λπαοϊκ, ςξμ Rene Magritte και έογα επιρςημξμικήπ ταμςαρίαπ, κάμει υοήρη ασςήπ ςηπ αλγξοιθμικήπ δξμήπ για μα δημιξσογήρει εικξμικά γλσπςά 32 (εικ. 7). Λάλιρςα, για ςξ ρκξπϊ ασςϊ δημιξσογεί μαζί με ςξμ μαθημαςικϊ Stephen Todd ςξ ποϊγοαμμα Mutator, ςξ ξπξίξ βαρίζεςαι ρςη διαδοαρςική ενέλινη ρσμπαγόμ γεχμεςοικόμ ρςξιυείχμ. Ζ ποϊθερη ςχμ καλλιςευμόμ είμαι ρατήπ, καθόπ ξι ίδιξι δηλόμξσμ ϊςι επιυειοξϋμ μα επιςϋυξσμ ςη δϋρκξλη ιρξοοξπία μεςανϋ ςξσ «ελέγυξσ ςηπ παοαγχγήπ αιρθηςικά όμξοτχμ απξςελερμάςχμ και ςχμ διαδικαριώμ πξσ ποξκύπςξσμ από ςημ ασςόμαςη λειςξσογία ςξσ σπξλξγιρςή» 33. Αουικά επιλέγεςαι ασθαίοεςα έμα ςοιδιάρςαςξ ρυήμα. Ρςη ρσμέυεια ςξ γεμεςικϊ ςξσ σλικϊ μεςαλλάρρεςαι εμμέα τξοέπ και δημιξσογεί παοαλλαγέπ, απϊ ςιπ ξπξίεπ ξ καλλιςέυμηπ διαλέγει ασςή πξσ αιρθηςικά ςξμ ικαμξπξιεί πεοιρρϊςεοξ. Ζ διαδικαρία επαμαλαμβάμεςαι μέυοι μα ςη διακϊφει ξ υοήρςηπ, με δική ςξσ ποχςξβξσλία. Δπίρηπ, ξ υοήρςηπ έυει ςη δσμαςϊςηςα μα «ζεσγαοόρει» δϋξ ή και πεοιρρϊςεοεπ μξοτέπ μεςανϋ ςξσπ, με ρςϊυξ ςη δημιξσογία απξγϊμχμ πξσ θα ρσμδσάρξσμ ςα υαοακςηοιρςικά ςξσπ. Ξ Latham γοάτει: «Οι άμθοχπξι έυξσμ ρςξ μσαλό ςξσπ ςημ ςέυμη ραμ όμξοτεπ μεκοέπ τύρειπ. Ζ δική μξσ ςέυμη όμχπ είμαι ξι ίδιεπ ξι διαδικαρίεπ 31 Karl Sims, Interactive Evolution of equations for procedural models, ρςξ The Visual Computer, Vol.9, No 8, ρελ Bruce Damer, The Organic Artists, Ρςξ: 33 Stephen Todd. Ρςξ video Secret Passions, 20

21 πξσ γεμμξύμ ςη ζχή. [...] Ο σπξλξγιρςήπ είμαι κάςι πξλύ πεοιρρόςεοξ από έμα υοήριμξ εογαλείξ είμαι έμαπ εστσήπ ρσμεογάςηπ. [...] Πιρςεύχ όςι η ξθόμη λειςξσογεί ραμ πύλη ποξπ έμαμ άλλξ κόρμξ, ςξμ ξπξίξ έυξσμε ςη δσμαςόςηςα μα ενεοεσμήρξσμε καθόςι είμαι ακόμα πιξ ρσμαοπαρςικό ςξ γεγξμόπ όςι ποόκειςαι για έμα κόρμξ πξσ ποώςα εμείπ ξι ίδιξι ετεσοίρκξσμε και ρςη ρσμέυεια ενεοεσμξύμε» 34. Δικ.7: Υαοακςηοιρςικά παοαδείγμαςα εικξμικόμ γλσπςόμ ςξσ William Latham. Ξ Kevin Kelly, αματεοϊμεμξπ ρςξμ Latham ρυξλιάζει: «Ο καλλιςέυμηπ δημιξσογεί έμα εογαλείξ ενεοεύμηρηπ όλχμ ςχμ πιθαμώμ μξοτώμ, γεγξμόπ ςξ ξπξίξ μπξοεί καμείπ μα δει χπ εκρσγυοξμιρμό [update] ςηπ γμχρςήπ ιδέαπ πξσ λέει όςι ςξ γλσπςό ήςαμ πάμςα εκεί, μέρα ρςξ μαομάοιμξ block, πεοιμέμξμςαπ απλώπ μα απξκαλστθεί» 35. Οοάγμαςι, η ςέυμη ςξσ Latham ποξρεγγίζεςαι απϊ ςη ρκξπιά ςηπ υαοςξγοάτηρηπ μιαπ διαδοξμήπ μέρα ρςξ υόοξ ςχμ πιθαμόμ λϋρεχμ λϋρεχμ πξσ ρσυμά είμαι ρπάμιεπ, αρσμήθιρςεπ, και νεπεομξϋμ ςξ υόοξ ςξσ «ξικείξσ», καθόπ εκςείμξμςαι πέοα απϊ ςημ αμθοόπιμη ταμςαρία. έλξπ, έυει εμδιατέοξμ μα αματεοθεί ϊςι και εδό ξ ίδιξπ ξ καλλιςέυμηπ παοξμξιάζει ςξ οϊλξ ςξσ με ασςϊμ ςξσ δημιξσογικξϋ ρυεδιαρςή Jim McClellen, William Latham, Kevin Kelly, Out of Control, ρελ

22 κήπχμ [gardener], πξσ «εκςοέτει» ξογαμικέπ μξοτέπ, μη έυξμςαπ χρςϊρξ ςη δσμαςϊςηςα πλήοξσπ ελέγυξσ ςχμ απξςελερμάςχμ ςξσπ 36. β. Ξ αμθοόπιμξπ παοάγξμςαπ χπ πεοιξοιρμϊπ Λέθξδξι επίλσρηπ Οαοϊλα ςα θεςικά υαοακςηοιρςικά ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, αματέοξμςαι πεοιπςόρειπ ϊπξσ η ειραγχγή ςξσ διαδοαρςικξϋ ρςξιυείξσ εμέυει πεοιξοιρμξϋπ. Ξι πεοιξοιρμξί ασςξί ρυεςίζξμςαι με ςα αμθοόπιμα ϊοια και αμςξυέπ, ρςξιυεία πξσ πξλλέπ τξοέπ καςαλήγξσμ μα παοεμπξδίζξσμ ςημ ξμαλή έκβαρη ςηπ διαδικαρίαπ. Έμα ςέςξιξ παοάδειγμα αματέοεςαι ρςξ ρυεδιαρςικϊ εογαλείξ Drawing Evolver (1994), ςχμ Ellie Baker και Margo Seltzer. Ρε αμςιρςξιυία με ςξ Mutator και ςημ ξογαμική ςέυμη ςξσ William Latham, ςξ Drawing Evolver απξςελεί έμα ρϋρςημα για ςημ παοαγχγή ρυεδίχμ (εικ. 8). Ξ αλγϊοιθμξπ νεκιμάει με έμαμ πληθσρμϊ απϊ ζχγοατικά ρυέδια, ςα ξπξία, είςε παοάγξμςαι φητιακά με ςσυαίξ ςοϊπξ, είςε ειράγξμςαι ρςξ ρϋρςημα ενχςεοικά. Ρςη ρσμέυεια, ξ υοήρςηπ επιλέγει ςα ρυέδια ποξπ «διαρςαϋοχρη» και «μεςάλλανη» και η διαδικαρία επαμαλαμβάμεςαι μέυοι ςη δημιξσογία εμϊπ επιθσμηςξϋ απξςελέρμαςξπ. Ξι δημιξσογξί ςξσ ποξγοάμμαςξπ αματέοξσμ ϊςι ποάγμαςι «μπξοξύμ μα παοαυθξύμ εκπληκςικά απξςελέρμαςα, πξσ δεμ θα μπξοξύραμ μα είυαμ επιςεσυθεί με κάπξιξ εμαλλακςικό ςοόπξ». Ωρςϊρξ, επιρημαίμξσμ ϊςι «η ανιξλόγηρη από ςξ υοήρςη απξδσμαμώμει ςημ ιρυύ ςξσ Γεμεςικξύ Αλγξοίθμξσ. Ζ αμθοώπιμη ςαυύςηςα και σπξμξμή γίμξμςαι μέξι παοάγξμςεπ πξσ ποέπει καμείπ μα λάβει σπόφη ςξσ, καθώπ πεοιξοίζξσμ ςξ μέγεθξπ ςξσ πληθσρμξύ ή ςξμ αοιθμό ςχμ επαμαλήφεχμ ςηπ διαδικαρίαπ» 37. Ωπ λϋρη ρςξ ποϊβλημα επιλέγεςαι η αϋνηρη ςηπ πιθαμϊςηςαπ μεςαλλάνεχμ, καθόπ, με ςξμ ςοϊπξ ασςϊ, ανιξλξγξϋμςαι αμαλξγικά πεοιρρϊςεοξι ρσμδσαρμξί Λια ρειοά έογχμ ςξσ Latham ξμξμάζεςαι «Δικξμικϊπ Ιήπξπ» [Virtual Garden]. Για πεοιρρϊςεοεπ πληοξτξοίεπ βλ. (ιρςϊςξπξπ ςξσ καλλιςέυμη), καθόπ και ςξ βιβλίξ πξσ ενέδχρε ρε ρσμεογαρία με ςξμ Steven Todd: Evolutionary Art and Computers, Orlando, Academic Press, Ellie Baker, Margo Seltzer, Evolving Line Drawings, ρςξ: Proceedings of the Fifth International Conference on Genetic Algorithms. Δπίρηπ ρςξ: 38 Ό.π. 22

23 Δικ.8: Οαοαγχγή ρυεδίχμ με ςξ ρυεδιαρςικϊ εογαλείξ Drawing Evolver. Έμα δεϋςεοξ παοϊμξιξ παοάδειγμα είμαι ςξ GenJam, με ςξμ Διαδοαρςικϊ Γεμεςικϊ Αλγϊοιθμξ μα εταομϊζεςαι ρςξμ κλάδξ ςηπ μξσρικήπ. Οοϊκειςαι για έμα αλγξοιθμικϊ μξμςέλξ ϊπξσ, η ειραγχγή αλληλξδιαδξυικόμ τθϊγγχμ και οσθμικόμ μξςίβχμ - μέρχ μιαπ διαδικαρίαπ αμάλξγηπ ςχμ παοαδειγμάςχμ πξσ αματέοθηκαμ - παοάγει μξσρική jazz. Ξ υοήρςηπ, ακξϋγξμςαπ μια μελχδία, έυει ςη δσμαςϊςηςα μα δηλόρει εάμ ςξμ ικαμξπξιεί ή ςξμ δσραοερςεί. Ωρςϊρξ, ξι ρυεδιαρςέπ ςξσ ρσρςήμαςξπ ςξμίζξσμ ϊςι ρςημ πεοίπςχρη πξσ ξ υοήρςηπ σπξυοεξϋςαι μα ανιξλξγήρει ςξ ρϋμξλξ κάθε παοαγϊμεμηπ μελχδίαπ, η διαδικαρία απξβαίμει αοκεςά υοξμξβϊοα, ποξκαλόμςαπ κξϋοαρη και εκμεσοιρμϊ. Έςρι, για μα απξτϋγξσμ ασςή ςημ καςάληνη, δίμξσμ ρςξ υοήρςη ςη δσμαςϊςηςα ανιξλϊγηρηπ ςηπ μελχδίαπ αμά μέςοξ, δηλαδή αμά μικοϊςεοα μξσρικά ςμήμαςα 39. έλξπ, ξι Sung-Bae Cho και Joo-Yang Lee, απϊ ςξ παμεπιρςήμιξ Yonsei ςηπ Ιξοέαπ, επιυειοξϋμ μέρχ ςηπ υοήρηπ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ μα δημιξσογήρξσμ έμα ποϊγοαμμα πξσ θα επιςοέπει ςημ αμαζήςηρη εικϊμχμ, βάρει ατηοημέμχμ λένεχμ-κλειδιά, ϊπχπ για παοάδειγμα 39 Hideyuki Tagaki, Interactive Evolutionary Computation: Fusion of the Capabilities of EC Optimization and Human Evaluation. Ρςξ: Proceedings of the IEEE, Vol. 89, No 9, 23

24 «υαοξϋμεμη εμςϋπχρη», «μελαγυξλική εμςϋπχρη», κ.α. 40 Κϊγχ ςχμ αμαπϊτεσκςχμ πεοιξοιρμόμ πξσ αματέοθηκαμ, για μα μειχθεί η αμθοόπιμη τϊοςιρη υοηριμξπξιείςαι έμα μικοϊ μέγεθξπ πληθσρμξϋ, εμό επίρηπ η διαδικαρία ςηπ αμαπαοαγχγήπ ςχμ γεμεόμ πεοιξοίζεςαι ρε λιγϊςεοεπ επαμαλήφειπ απϊ ασςέπ εμϊπ ρσμβαςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ. Ωρςϊρξ, η μείχρη ςξσ πληθσρμξϋ, ϊπχπ αματέοθηκε, ξδηγεί ςημ ενέλινη ρε ποϊχοη ρϋγκλιρη ςχμ απξςελερμάςχμ, ρσμήθχπ μάλιρςα ρε έμα ρσμδσαρμϊ πξσ δεμ είμαι επιθσμηςϊπ [ local αμςί για global optimum]. Ωπ λϋρη, ξι Cho και Lee ετεσοίρκξσμ μια μέθξδξ πξσ διαςηοεί ςημ ϋπαονη εμϊπ μεγάλξσ πληθσρμξϋ λϋρεχμ, χρςϊρξ εμταμίζει ρςξ υοήρςη λιγϊςεοα απξςελέρμαςα ποξπ επιλξγή. Ασςϊ επιςσγυάμεςαι μέρχ μιαπ ςευμικήπ πξσ ξμαδξπξιεί ςιπ λϋρειπ αμάλξγα με ςημ απϊδξρή ςξσπ χπ ποξπ ςη ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ, εμταμίζξμςαπ ςελικά ρςξ υοήρςη ςημ αμςιποξρχπεσςικϊςεοη απϊ κάθε ξμάδα. Ξ υοήρςηπ, έςρι, σπξδεικμϋξμςαπ ςξ απξςέλερμα πξσ ςξμ ικαμξπξιεί πεοιρρϊςεοξ, εμεογξπξιεί μια ξλϊκληοη ξμάδα λϋρεχμ με παοϊμξια απϊδξρη, ξι ξπξίεπ απξκςξϋμ ασνημέμεπ πιθαμϊςηςεπ επιλξγήπ ποξπ διαρςαϋοχρη. Δηλαδή, η ρσμάοςηρη επιλξγήπ ςχμ γξμέχμ ατξοά ςξ ρϋμξλξ ςξσ πληθσρμξϋ, επιςοέπξμςαπ με ασςϊμ ςξμ ςοϊπξ ςη δξκιμαρία πξλλαπλόμ ρσμδσαρμόμ και ςημ απξτσγή ςηπ ποϊχοηπ ρϋγκλιρήπ ςξσπ. γ. Απξςίμηρη ςηπ διαδικαρίαπ απϊ ςξσπ υοήρςεπ Ρςξ ρημείξ ασςϊ έυει εμδιατέοξμ μα ενεςάρει καμείπ ςξμ αμςίκςσπξ πξσ έυξσμ ξι διαδοαρςικέπ διαδικαρίεπ ρςξσπ υοήρςεπ πξσ ςιπ υειοίζξμςαι. Ασςϊ μπξοεί μα γίμει μέρα απϊ ρσγκεκοιμέμεπ μεθϊδξσπ ανιξλϊγηρηπ ςξσ ρσμξλικξϋ ρσρςήμαςξπ και ςημ αμςίρςξιυη εναγχγή ρςαςιρςικόμ ρσμπεοαρμάςχμ, με ρκξπϊ ςη βελςίχρη και ςξμ εμπλξσςιρμϊ ςξσ. Ρςη ρσμέυεια πεοιγοάτεςαι μια εταομξγή ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ ρςξμ ςξμέα ςηπ ρςιλιρςικήπ μϊδαπ, καθόπ και ςα ςερς πξσ εκπξμξϋμςαι για ςημ ανιξλϊγηρή ςηπ. 40 Lee & Cho, Sparse Fitness Evaluation for Reducing User Burden in Interactive Genetic Algorithm. Ρςξ: IEEE International Fuzzy Systems Conference Proceedings, Vol.2, ρελ

25 Δικ.9: Απξκχδικξπξίηρη ςξσ γεμεςικξϋ σλικξϋ (αοιρςεοά) και interface ςξσ ρσρςήμαςξπ (δενιά). Ξ αλγϊοιθμξπ ατξοά ςημ κχδικξπξίηρη διατϊοχμ ςμημάςχμ και υαοακςηοιρςικόμ οξϋυχμ [υοόμα, ρυήμα, ϋταρμα κλπ] σπϊ ςη μξοτή γεμεςικξϋ σλικξϋ. Λε ςξμ ςοϊπξ ασςϊ δημιξσογείςαι έμα πλήθξπ απϊ ρσμδσαρμξϋπ, ρςξσπ ξπξίξσπ ξ υοήρςηπ ξτείλει μα απξδόρει μια ςιμή ικαμϊςηςαπ, αμάλξγη ςηπ ποξρχπικήπ αιρθηςικήπ ςξσ ικαμξπξίηρηπ 41 (εικ. 9). ξ ρϋρςημα ρςη ρσμέυεια αμαπαοάγει ςξμ πληθσρμϊ, δίμξμςαπ ποξςεοαιϊςηςα ρςιπ διαρςασοόρειπ ςχμ ρσμδσαρμόμ πξσ έυξσμ ςη μεγαλϋςεοη ςιμή, και η διαδικαρία επαμαλαμβάμεςαι μέυοι ξ πληθσρμϊπ μα καςαλήνει ρςη δημιξσογία μϊμξ επιθσμηςόμ απξςελερμάςχμ. Δεδξμέμξσ ϊςι ξ αλγϊοιθμξπ ενελίρρεςαι βάρει σπξκειμεμικόμ κοιςηοίχμ, η ξμάδα εκπξμεί για ςξσπ υοήρςεπ δϋξ ειδόμ ςερς, ςξ «ςερς ρϋγκλιρηπ» [convergence test] και ςξ «σπξκειμεμικϊ ςερς» [subjective test], έςρι όρςε μα ποαγμαςξπξιηθεί μια ϊρξ ςξ δσμαςϊμ πεοιρρϊςεοξ αμςικειμεμική ανιξλϊγηρη ςξσ ρσρςήμαςξπ. Ξτείλει μα ρυξλιαρθεί ϊςι και ρςιπ δϋξ πεοιπςόρειπ, ςα δεδξμέμα πξσ λαμβάμξμςαι χπ αμςικειμεμικά, δεμ παϋξσμ μα εμπεοιέυξσμ απϊ ςη τϋρη ςξσπ έμα μεγάλξ βαθμϊ σπξκειμεμικϊςηςαπ, καθόπ και ασςά βαρίζξμςαι ρε ποξρχπικέπ επιλξγέπ υοηρςόμ. 41 Sung-Bae Cho, Towards Evolutionary Systems with Interactive Genetic Algorithm. Ρςξ: Applied Intelligence 16, ρελ , 25

26 Οιξ ρσγκεκοιμέμα, ρςξ «ςερς ρϋγκλιρηπ» ζηςείςαι απϊ έμαμ αοιθμϊ υοηρςόμ μα ρσμμεςάρυξσμ ρςη διαδοαρςική διαδικαρία για δέκα επαμαλήφειπ, καςαςάρρξμςαπ κάθε τξοά ςξσπ ρσμδσαρμξϋπ ρε δϋξ καςηγξοίεπ: ρςα «αδιάτξοα» και ρςα «ικαμξπξιηςικά» απξςελέρμαςα. α δεδξμέμα ασςά υοηριμξπξιξϋμςαι ρςη ρσμέυεια χπ «αμςικειμεμική» βάρη για ςη μεςέπειςα ρϋγκοιρη και ςανιμϊμηρη ςχμ απξςελερμάςχμ καςά ςημ ενέλινη ςξσ αλγξοίθμξσ. Οαοαςηοεί καμείπ ϊςι ποάγμαςι, «παοόλξ ςξμ εναιοεςικά μεγάλξ υώοξ αμαζήςηρηπ, ςα πειοάμαςα απξδεικμύξσμ ςη ρςαδιακή βελςίχρη ςχμ απξςελερμάςχμ» 42 (εικ. 10). Δικ.10: Ρςξ «σπξκειμεμικϊ ςερς» εταομϊζεςαι η μέθξδξπ ςξσ Sheffe, η ξπξία ποξλαμβάμει ςξσπ υοήρςεπ απϊ μια ασθαίοεςη ανιξλϊγηρη, καθόπ ςξσπ ζηςάει μα ρσγκοίμξσμ ςξ κάθε αμαδσϊμεμξ απξςέλερμα με έμα αμςικειμεμικά «ικαμξπξιηςικϊ» ή «αδιάτξοξ». Αουικά επιλέγεςαι έμα δείγμα απϊ 500 πιθαμά απξςελέρμαςα, ςα ξπξία ςανιμξμξϋμςαι χπ ποξπ μία κλίμακα απϊ -2 έχπ +2. α 10 πιξ «αδιάτξοα» και ςα 10 πιξ «ικαμξπξιηςικά» λαμβάμξμςαι έςρι χπ αμςικειμεμική βάρη ποξπ ρϋγκοιρη. Ρςη ρσμέυεια, ζηςείςαι απϊ μια άλλη ξμάδα υοηρςόμ μα υοηριμξπξιήρξσμ ςξ ρϋρςημα και ενεοεσμόμςαπ ςξ υόοξ ςχμ πιθαμόμ λϋρεχμ μα καςαλήνξσμ ρε ακοαίξσπ ρσμδσαρμξϋπ και ςχμ δϋξ καςηγξοιόμ. α απξςελέρμαςα ασςά ρσγκοίμξμςαι με κάθε έμα απϊ ςα δέκα ςηπ βάρηπ πξσ αματέοθηκε, απξςελόμςαπ σλικϊ για μια ακϊλξσθη ρςαςιρςική αμάλσρη 43. Γοατική παοάρςαρη πξσ απεικξμίζει ςη ρςαδιακή αϋνηρη ςηπ ςιμήπ ικαμϊςηςαπ καςά ςημ ενέλινη ςξσ αλγξοίθμξσ Ό.π. Ό.π. 26

27 δ. Λαζική Δναςξμίκεσρη α παοαδείγμαςα Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ πξσ έυξσμ αματεοθεί μέυοι ρςιγμήπ ατξοξϋμ διαδικαρίεπ βελςιρςξπξίηρηπ πξσ βαρίζξμςαι ρε σπξκειμεμικέπ παοαμέςοξσπ και επιλξγέπ. Δίμαι εμταμέπ, χρςϊρξ, ϊςι ρςιπ πεοιπςόρειπ ασςέπ, ξ υοήρςηπ δεμ επεμβαίμει ρςξ ερχςεοικϊ ςηπ δξμήπ ςηπ παοαγχγήπ ςξσ απξςελέρμαςξπ, αλλά πεοιξοίζεςαι ρε μια απλή ανιξλϊγηρη ήδη διαμξοτχμέμχμ ςελικόμ ποξψϊμςχμ. ξ επϊμεμξ παοάδειγμα πξσ παοξσριάζεςαι ατξοά μια διαδικαρία ϊπξσ ςα σπξκειμεμικά κοιςήοια ρσμδσάζξμςαι με ςα αμςικειμεμικά (π.υ. λειςξσογικϊςηςα, κϊρςξπ κλπ.) για ςημ παοαγχγή εμϊπ επίπλξσ. Οοϊκειςαι για ςημ ποϊςαρη ςχμ A.Nordin και D.Motte, για ςξ ρυεδιαρμϊ μιαπ βιβλιξθήκηπ με ςη υοήρη ςξσ αλγξοίθμξσ Voronoi, ξ ξπξίξπ μπξοεί και ςεμαυίζειξογαμόμει έμα επίπεδξ σπϊ μξοτή μχραψκξϋ, βάρει ςηπ διάςανηπ διαρπαομέμχμ ρημείχμ πάμχ ρε ασςϊ (εικ.11). Αουικά, ξ υοήρςηπ δηλόμει ρςξ ρϋρςημα εάμ επιθσμεί μα ρσμβάλει εμεογά ρςημ παοαγχγή ςηπ μξοτήπ ςξσ ποξψϊμςξπ ή ϊυι. Ρςημ πεοίπςχρη θεςικήπ απάμςηρηπ, ςξ ποόςξ βήμα είμαι μα δηλόρει ρςξ ρϋρςημα ςιπ ενχςεοικέπ διαρςάρειπ ςξσ επίπλξσ. Ρςη ρσμέυεια ςξσ δίμεςαι η δσμαςϊςηςα διαυείοιρηπ ςηπ μξοτήπ ςξσ ερχςεοικξϋ ςξσ, με ςξμ ποξρδιξοιρμϊ ςχμ διατϊοχμ υαοακςηοιρςικόμ ςχμ «κελιόμ» (μέγεθξπ, γχμίεπ κλπ), ςημ ςσυαιϊςηςα με ςημ ξπξία ξι διατξοεςικξί ρυημαςιρμξί μπξοξϋμ μα πξικίλξσμ μέρα ρςξ ίδιξ ρυέδιξ, κ.α. Λεςά ςημ ειραγχγή ςχμ επιθσμηςόμ παοαμέςοχμ, ςξ ρϋρςημα εμςάρρει ςξ ρυέδιξ ρε έμαμ Γεμεςικϊ Αλγϊοιθμξ, και ςξ βελςιρςξπξιεί χπ ποξπ ςη ρςαςική ςξσ απϊδξρη 44. Ζ διαδικαρία παοάγει εμ ςέλει μια «ξικξγέμεια απξςελερμάςχμ» με κξιμέπ ρυεδιαρςικέπ αουέπ (εικ. 12). Δικ.11: εμαυιρμϊπ επιπέδξσ, με ςη υοήρη ςξσ αλγξοίθμξσ Voronoi 44 Nordin A., Motte D., et al., Complex product form generation in industrial design: A Voronoi diagram based bookshelf. Ρςξ: Design Computing and Cognition Stuttgart,

28 Ξι Nordin και Motte γοάτξσμ: «Οι μξοτέπ πξσ ελέγυξμςαι αλγξοιθμικά δεμ απξςελξύμ απλώπ βάρη για ςημ αμάδσρη απξςελερμάςχμ πέοαμ ςηπ αμθοώπιμηπ ταμςαρίαπ, αλλά επίρηπ μεθόδξσπ για ςξ υειοιρμό και ςημ έμςανή ςξσπ ρε μια ρυεδιαρςική ποόθερη. Σςξ πλαίριξ ασςό, ςξ πλάριμξ μιαπ μξοτήπ μεςαςοέπεςαι ρε μια διαδικαρία εύοερηπ ςηπ μξοτήπ. Ποόκειςαι για μια μεςα-ρυεδιαρςική δοαρςηοιόςηςα, πξσ ρυεςίζεςαι με ςη διαςύπχρη καμόμχμ και πεοιξοιρμώμ, από ςξσπ ξπξίξσπ μπξοξύμ μα αμαδσθξύμ αποόρμεμα, εταομόριμα απξςελέρμαςα» 45. Ρςξ ρημείξ ασςϊ ξτείλει βέβαια μα ςξμιρθεί ϊςι, παοϊλξ πξσ ςξ ρσγκεκοιμέμξ παοάδειγμα αματέοεςαι ρςξ ρσμδσαρμϊ αιρθηςικόμ και λειςξσογικόμ παοαμέςοχμ, η ερχςεοική διαδικαρία είμαι ρατόπ διαυχοιρμέμη: ξι ασθϊομηςεπ σπξκειμεμικέπ επιλξγέπ ςξσ υοήρςη δεμ εμρχμαςόμξμςαι μέρα ρςημ ίδια ςη διαδικαρία ςηπ βελςιρςξπξίηρηπ, αλλά δηλόμξμςαι ρε έμα ποξηγξϋμεμξ διακοιςϊ ρςάδιξ. Όρξμ ατξοά ςη ρςάρη πξσ επιδεικμϋξσμ ξι υοήρςεπ Δικ.12: Δϋξ διατξοεςικά παοαδείγμαςα ςελικξϋ ποξψϊμςξπ. απέμαμςι ρε ασςϊ ςξ μξοτξγεμεςικϊ ρϋρςημα, μπξοεί καμείπ μα διακοίμει δϋξ κσοίαουεπ ςάρειπ 46. Ζ ποόςη ξμάδα υοηρςόμ ςάρρεςαι σπέο ςηπ αμάπςσνηπ ςηπ ποξρχπικήπ δημιξσογικϊςηςαπ, ποξρπαθόμςαπ μα αρκήρει ςξ μέγιρςξ δσμαςϊ έλεγυξ ρςη τάρη καθξοιρμξϋ ςηπ μξοτήπ. Αμςίθεςα, η δεϋςεοη ξμάδα ποξραμαςξλίζεςαι ρςημ επίλσρη λειςξσογικόμ ρςϊυχμ και ρσμεπόπ, δείυμξμςαπ εμπιρςξρϋμη ρςξ απξςέλερμα ςξσ αλγξοίθμξσ, πεοιξοίζεςαι ρε μια απλή δήλχρη ςχμ Ό.π. Ό.π. 28

29 υαοακςηοιρςικόμ ςχμ αμςικειμέμχμ πξσ ποϊκειςαι μα ςξπξθεςηθξϋμ ρςξ παοαγϊμεμξ έπιπλξ (μξοτή, ϊγκξπ, βάοξπ κλπ). Ρυξλιάζξμςαπ ςα δεδξμέμα ασςά, ξι Nordin και Motte γοάτξσμ ϊςι «η διαδικαρία ξτείλει μα μπξοεί μα ρσμπεοιλάβει και ςξσπ δύξ ςύπξσπ υοηρςώμ: ςόρξ ασςξύπ πξσ επιζηςξύμ ςξμ απόλσςξ έλεγυξ ςηπ μξοτήπ, όρξ και ασςξύπ πξσ εμδιατέοξμςαι μόμξ για ςη λειςξσογικόςηςα ςηπ βιβλιξθήκηπ. Ο ρςόυξπ ςηπ απόκςηρηπ μεγαλύςεοηπ ελεσθεοίαπ ρςη ρυεδιαρςική διαδικαρία επιςσγυάμεςαι, κοίμεςαι χρςόρξ υοήριμη η ειραγχγή διατξοεςικώμ ειδώμ και βαθμώμ ελέγυξσ». ξ παοάδειγμα πξσ πεοιγοάτηκε αμάγεςαι ρςξ εσοϋςεοξ μξμςέλξ ςηπ Λαζικήπ Δναςξμίκεσρηπ και ςχμ μέχμ ρυέρεχμ πξσ έυξσμ αουίρει μα αμαπςϋρρξμςαι αμάμερα ρςξσπ καςαμαλχςέπ και ςα ποξψϊμςα. «Διαιρθάμεςαι καμείπ ςημ ενέλινη ρςη ρυέρη μεςανύ καςαμαλχςή και ποξψόμςξπ, η ξπξία από ρςαςική έυει αουίρει μα μεςαςοέπεςαι ρε μια ασναμόμεμη επιθσμία ςξσ καςαμαλχςή για ρσμμεςξυή ρςξ ρυεδιαρμό. [...] Ζ φητιξπξίηρη ςηπ ρυεδιαρςικήπ διαδικαρίαπ έυει απλξπξιήρει ςημ ποόρβαρη ρςα εογαλεία μξοτξγέμερηπ, εμώ ξι ρύγυοξμεπ καςαρκεσαρςικέπ μέθξδξι διεσκξλύμξσμ πλέξμ ςημ παοαγχγή ποχςξςύπχμ [prototypes]. Ζ φητιξπξίηρη επιςοέπει μια πξλύ πιξ ρςεμή ρυέρη αμάμερα ρςξ βιξμηυαμικό ρυεδιαρμό και ςημ παοαγχγή» 47. Ρςξ ρημείξ ασςϊ ανίζει μα αματεοθεί ςξ γεγξμϊπ ϊςι η κϋοια ιδέα ςηπ Λαζικήπ Δναςξμίκεσρηπ δεμ απξςελεί καιμξϋογιξ ρςξιυείξ, καθόπ μπξοξϋμ μα αμιυμεσθξϋμ πξικίλεπ εκτάμρειπ ςηπ ρςημ ιρςξοική ενέλινη ςηπ καςαρκεσήπ αμςικειμέμχμ. Για παοάδειγμα, ξι Ceccato, Simondetti και Burry αματέοξσμ ρε κείμεμϊ ςξσπ ςημ καςαρκεσή πλξίχμ χπ μια ποακςική πξσ, με ςη μεςαβίβαρη ςηπ ςευμξγμχρίαπ ςηπ απϊ γεμιά ρε γεμιά, καςαλήγει ρςη δημιξσογία μιαπ «ξικξγέμειαπ αμςικειμέμχμ». Ιάθε πλξίξ μπξοεί μα διατέοει οιζικά απϊ ςξ άλλξ, αμάλξγα με ςημ επξυή, ςξ επιςοεπϊμεμξ κϊρςξπ, ςα διαθέριμα σλικά, ςξ απαιςξϋμεμξ μέγεθξπ κλπ, χρςϊρξ η καςαρκεσή ϊλχμ σπϊκειςαι ρε κάπξιεπ κξιμέπ αουέπ, π.υ. ρςξσπ καμϊμεπ πξσ καθιρςξϋμ ςημ πλεϋρη αρταλή. Ασςϊ πξσ έυει εμδιατέοξμ ςελικά είμαι η διάυσρη ςηπ ρσλλξγικά κεκςημέμηπ γμόρηπ ρςξ υοϊμξ, η ξπξία 47 Ό.π. Για ςημ αδιάρπαρςη ρϋμδερη ςξσ φητιακξϋ με ςημ σλικϊςηςα ςχμ ποαγμάςχμ και ςημ εμξπξίηρη ρυεδιαρμξϋ και καςαρκεσήπ βλ.: Δημήςοηπ Οαπαλενϊπξσλξπ, «Ζ αμαπαοάρςαρη ςξσ ρσμευξϋπ (Ρυεδιαρμϊπ, Ιαςαρκεσή, Υοήρη)». Ρςξ: 29

30 εμςξπίζεςαι ρςημ ενελικςική πξοεία αμςικειμέμχμ πξσ αμςαπξκοίμξμςαι με επιςσυία ρςιπ ζηςξϋμεμεπ λειςξσογικέπ απαιςήρειπ ςξσπ 48. Δπίρηπ, η καςαρκεσή μιαπ ξικξγέμειαπ αμςικειμέμχμ, με κξιμά ρςξιυεία ρςξ ρυεδιαρμϊ, ςη δξμή και ςη λειςξσογικϊςηςα, εναοςάςαι και απϊ κξιμχμικξξικξμξμικξϋπ παοάγξμςεπ. Ρςξ ίδιξ κείμεμξ, ξι ρσγγοατείπ παοαθέςξσμ χπ παοάδειγμα ςη βιξμηυαμική καςαρκεσή αεοξρκατόμ, για ςημ ξπξία έυει διαπιρςχθεί ϊςι ποάγμαςι ςξ ξικξμξμικϊςεοξ μξμςέλξ παοαγχγήπ -ρε υοϊμξ και υοήμα- είμαι η καςαρκεσή παοαλλαγόμ εμϊπ κϋοιξσ σπάουξμςξπ ρυεδίξσ, ςοξπξπξιημέμξσ κάθε τξοά, έςρι όρςε μα καλϋπςξμςαι ξι μέεπ αμάγκεπ. Υαοακςηοιρςική είμαι πλέξμ και η πεοίπςχρη ςηπ ασςξκιμηςξβιξμηυαμίαπ, καθόπ ξι καςαμαλχςέπ έυξσμ ςη δσμαςϊςηςα μα ποξρδιξοίζξσμ ξι ίδιξι έμα μεγάλξ μέοξπ ςχμ ρσρςαςικόμ ρςξιυείχμ ςχμ ξυημάςχμ 49. Ξ Ξλλαμδϊπ αουιςέκςξμαπ Kas Oosterhuis, ρςξ κείμεμϊ ςξσ A New Kind of Building, ρυξλιάζει ςημ επίδοαρη ασςξϋ ςξσ μέξσ μξμςέλξσ παοαγχγήπ ρςημ αουιςεκςξμική: «Ζ αμξικξδόμηρη κςηοίχμ ρςηοίζεςαι ρςη μαζική παοαγχγή ςχμ ρσρςαςικώμ ςξσπ ρςξιυείχμ, ςα ξπξία καςαρκεσάζξμςαι για μα λάβξσμ ςημ ςελική ςξσπ θέρη ρε μια επόμεμη τάρη. Τα ποξψόμςα παοάγξμςαι με ρσγκεκοιμέμα υαοακςηοιρςικά, εμώ ρςη ρσμέυεια καςαυχοξύμςαι ρε έμαμ καςάλξγξ, ποξκειμέμξσ μα επιλεγξύμ και μα ρσμαομξλξγηθξύμ αογόςεοα, είςε ρςξ εογξρςάριξ, είςε ρςξ ξικόπεδξ. Μάλιρςα ςανιμξμξύμςαι ρε διακοιςέπ καςηγξοίεπ όπχπ «πόοςεπ», «παοάθσοα», «σπξρςσλώμαςα», «δξκάοια» κλπ. Αμςίθεςα, η παοαγχγή πξσ λειςξσογεί ρςη βάρη ςηπ Μαζικήπ Δναςξμίκεσρηπ ακξλξσθεί έμα ςελείχπ διατξοεςικό μξμςέλξ. Ζ έμμξια ςξσ καςαλόγξσ απξσριάζει, εμώ ςα ποξψόμςα παοάγξμςαι νευχοιρςά για κάθε πεοίπςχρη, για έμα ρσγκεκοιμέμξ ςξπίξ ή κςήοιξ. Τξ ποξψόμ δεμ θα μπξοξύρε μα ςαιοιάνει κάπξσ αλλξύ. Δίμαι ποαγμαςικά μξμαδικό. [...] Ζ αουιςεκςξμική πξσ θα θεμελιχθεί ρε ασςό ςξ μέξ παοάδειγμα θα διατέοει οιζικά από ςξ ρυεδιαρμό κςηοίχμ πξσ γμχοίζαμε μέυοι ςώοα» Ceccato C., Simondetti A., Burry M., Mass customization in Design Using Evolutionary and Paramteric Methods. Ρςξ: ACADIA 2000: Eternity, Infinity and Virtuality, Ό.π. 50 Kas Oosterhuis, A New Kind of Building, ρςξ: 30

31 έλξπ, ξ Philip Morel αμάγει ασςή ςημ ποακςική ρε μια μεγαλϋςεοη κλίμακα, ϊπξσ ςα γεχγοατικά καςαμεμημέμα δίκςσα σπξλξγιρςόμ ρσμιρςξϋμ ςημ σπξδξμή για ςημ εταομξγή φητιακόμ διαδοαρςικόμ μξμςέλχμ αμςαλλαγήπ πληοξτξοιόμ. Ρςξ άοθοξ ςξσ Computational Intelligence: The Grid as a Post-Human Network 51 σπξρςηοίζει ϊςι ςα ρσρςήμαςα ασςά «ίρχπ μα απξςελξύμ ςημ ύφιρςη μξοτή κξιμχμικξ-ξικξμξμικήπ παοαγχγήπ, πξσ μεςαρυημαςίζει όυι μόμξ ςημ ενέλινη ςξσ ρυεδιαρμξύ, αλλά και ςχμ κξιμξςήςχμ πξσ παοάγξσμ και ςελικά καςαμαλώμξσμ ςα ποξψόμςα ςξσ». Ξ Morel μάλιρςα ςξμίζει ςη ρημαρία ςηπ επιρςημξμικήπ αμάλσρηπ ασςόμ ςχμ δξμόμ καθόπ για ασςϊμ «η ρύγυοξμη μξοτή παοαγχγήπ μξιάζει μα καθξδηγείςαι από επιρςημξμικέπ παοά από κξιμχμικέπ δσμάμειπ. Αμ όμςχπ είμαι έςρι, ςόςε η καςαμόηρη ςηπ επιρςήμηπ θα ξδηγήρει ρςημ καςαμόηρη ςχμ ποαγμαςικώμ υαοακςηοιρςικώμ ςξσ πξλιςιρμξύ μαπ» Philip Morel, Computational Intelligence: Grid as a Post-Human Network. Ρςξ: Christopher Hight, Chris Perry (επιμ.), Collective Intelligence in Design, Architectural Design Profile, West Sussex: Wiley-Academy, Ξκςόβοιξπ 2006, ρελ Ό.π. 31

32 4. Ρσγυόμεσρη λειςξσογικόμ και σπξκειμεμικόμ κοιςηοίχμ - Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με Ρςαθμιρμέμεπ Λεςαλλάνειπ Ρςξ κετάλαιξ ασςϊ παοξσριάζεςαι μια ιδιαίςεοη παοαλλαγή Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, πξσ επιυειοεί μα ποαγμαςξπξιήρει ςη ρσγυόμεσρη αμςικειμεμικόμ και σπξκειμεμικόμ κοιςηοίχμ ρςη διαδικαρία ςηπ μξοτξγέμερηπ. Ρςξ παοάδειγμα ασςϊ, ξι αιρθηςικέπ και ξι λειςξσογικέπ παοάμεςοξι εμξπξιξϋμςαι ρε μία εμιαία αλγξοιθμική δξμή, ρσμβάλλξμςαπ ιρϊςιμα ρςημ ενέλινη ςξσ αμςικειμέμξσ ξ αμςικείμεμξ ρυεδιαρμξϋ Δταομξγή ρςημ αουιςεκςξμική Ωπ αμςικείμεμξ ρυεδιαρμξϋ επιλέγεςαι ςξ ρςξιυείξ ςηπ αουιςεκςξμικήπ ϊφηπ, καθόπ απϊ ςη τϋρη ςξσ, εκςϊπ απϊ ςη λειςξσογική απϊδξρη πξσ ξτείλει μα επιδεικμϋει, εκτοάζει ςιπ αιρθηςικέπ επιλξγέπ ςξσ αουιςέκςξμα πξσ ςξ ρυεδιάζει. Ρςξ παοάδειγμα πξσ ενεςάζεςαι, ξ κϋοιξπ αιρθηςικϊπ υαοακςήοαπ απξδίδεςαι απϊ έμαμ ρυημαςιρμϊ πξσ παοαπέμπει ρςημ αμάπςσνη ςχμ τσςικόμ ξογαμιρμόμ 54. Για ςη δημιξσογία ςξσ γίμεςαι υοήρη ςχμ L-Systems, ϊυι ςϊρξ λϊγχ ςηπ τξομαλιρςικήπ ξμξιϊςηςαπ αμάμερα ρςιπ τσςικέπ μξοτέπ και ςξσπ ρυημαςιρμξϋπ πξσ δημιξσογξϋμ, ϊρξ λϊγχ ςχμ εγγεμόμ bottom-up ιδιξςήςχμ ςξσπ, πξσ επιςοέπξσμ μεγάλη πξικιλία ρςα απξςελέρμαςα, ακϊμα και ϊςαμ ξι μεςαβξλέπ αμάμερα ρςξσπ διατξοεςικξϋπ καμϊμεπ παοαγχγήπ είμαι ελάυιρςεπ. 53 Ζ επενεογαρία ςηπ ρσγκεκοιμέμηπ αλγξοιθμικήπ μεθϊδξσ απξςελεί ςμήμα εοεσμηςικήπ εογαρίαπ μξσ ρςξ πλαίριξ ςξσ μεςαπςσυιακξϋ MSc Adaptive Architecture & Computation, The Bartlett School of Graduate Studies, University College London. 54 Ζ υοήρη ξογαμικόμ μξςίβχμ και γεμικϊςεοα η έμπμεσρη απϊ ςη τϋρη δεμ απξςελεί καιμξςϊμξ ρςξιυείξ ρςξ ρυεδιαρμϊ, αλλά μπξοεί μα εμςξπιρθεί ρε πξλλέπ διατξοεςικέπ τάρειπ ςηπ ιρςξοίαπ ςηπ αουιςεκςξμικήπ. Δϋξ υαοακςηοιρςικά ρϋγυοξμα αουιςεκςξμικά έογα πξσ υοηριμξπξιξϋμ έμςξμα ςξ ξογαμικϊ μξςίβξ είμαι ςξ TOD s Omotesando Building ςξσ Toyo Ito και ςξ Beijing National Stadium ςχμ Herzog and de Meuron - γμχρςϊ επίρηπ με ςξ ϊμξμα «η τχλιά ςξσ πξσλιξϋ». 32

33 Δικ.13: [α]: Δϋοξπ ςχμ γχμιόμ πξσ ξοίζει ςημ ςξπξθέςηρη ςχμ διακλαδχςόμ ρυημαςιρμόμ. [β]: Αουικϊ πξλσγχμικϊ ρυήμα [γ], [δ], [ε]: Διακλαδχςξί ρυημαςιρμξί πξσ δημιξσογξϋμςαι μέρχ L-Systems μεςά απϊ μία, δϋξ και ςοειπ επαμαλήφειπ ςξσ αλγξοίθμξσ αμςίρςξιυα. [α] [β] [γ] [δ] [ε] Ρε έμα ποόςξ ρςάδιξ διεοεϋμηρηπ ςηπ κεμςοικήπ ιδέαπ δξκιμάζξμςαι διάτξοξι ρσμδσαρμξί μξμάδχμ L-Systems, με ρςϊυξ ςη ρσγκεκοιμεμξπξίηρη ςξσ αλγξοίθμξσ δημιξσογίαπ ςηπ ϊφηπ και ςξσ εϋοξσπ μεςαβξλήπ ςχμ παοαμέςοχμ πξσ ςξμ ρσμιρςξϋμ. Ζ αμαζήςηρη καςαλήγει ρε μια διάοθοχρη ςερράοχμ διατξοεςικόμ διακλαδχςόμ μξοτόμ, η ξπξία αμάγεςαι ρςημ ακϊλξσθη διαδικαρία δημιξσογίαπ: Αουικά, ρε κάθε γχμία εμϊπ ξοθξγχμίξσ πξσ έυει ςιπ αμαλξγίεπ ςηπ ϊφηπ (εικ. 13α) ςξπξθεςείςαι έμα πξλσγχμικϊ ρυήμα (εικ 13β). Ζ καςεϋθσμρη ςξσ κϋοιξσ άνξμα ςξσ κάθε ρυήμαςξπ επιλέγεςαι ςσυαία απϊ ςξμ σπξλξγιρςή, χρςϊρξ η ςιμή πξσ ςημ καθξοίζει βοίρκεςαι πάμςα εμςϊπ εμϊπ ποξκαθξοιρμέμξσ εϋοξσπ ςιμόμ, πξσ ξοίζεςαι απϊ ςξμ ρυεδιαρςή (εικ. 13α). Ρςημ ξοξλξγία ςχμ L-Systems, ςα πξλϋγχμα ασςά ρσμιρςξϋμ ςα «ανιόμαςα», δηλαδή ςα αουικά ρσρςαςικά ςξσ αλγξοίθμξσ, εμό ρε κάθε επαμάληφη ποξρςίθεμςαι ρε ασςά διακλαδόρειπ, ρϋμτχμα με ςξμ καμϊμα παοαγχγήπ B B[+B][-B], πξσ ρημαίμει ϊςι κάθε μξμάδα διακλαδόμεςαι ρε δϋξ παμξμξιϊςσπα πξλϋγχμα, έμα απϊ κάθε πλεσοά (εικ. 13γ, 13δ και 13ε). Ξι γχμίεπ, η αλλαγή ςηπ κλίμακαπ και ξ ρσμξλικϊπ αοιθμϊπ ςχμ διακλαδόρεχμ ποξρδιξοίζξμςαι απϊ ςξμ σπξλξγιρςή. Ρε ασςϊ ςξ ρημείξ ανίζει μα ρημειχθεί ϊςι ξι ρυεδιαρςικέπ απξτάρειπ πξσ ςελικά καθξοίζξσμ ςξμ αλγϊοιθμξ είμαι καθαοά σπξκειμεμικέπ και δεμ εναοςόμςαι απϊ επιποϊρθεςεπ καςαρκεσαρςικέπ ή λειςξσογικέπ παοαμέςοξσπ. Λε ςξμ ςοϊπξ ασςϊ, η πξλσπλξκϊςηςα διαςηοείςαι 33

34 ρκϊπιμα ρε υαμηλά επίπεδα, ποξκειμέμξσ μα διεσκξλσμθεί ςξσλάυιρςξμ ρε έμα αουικϊ ρςάδιξ - η εγκσοϊςηςα ςηπ ίδιαπ ςηπ μεθϊδξσ πξσ πεοιγοάτεςαι. Ρε έμα επϊμεμξ βήμα, η διαμϊοτχρη ςξσ αλγξοίθμξσ θα μπξοξϋρε μα ρσμδέεςαι με ςιπ ιδιϊςηςεπ ςχμ σλικόμ καςαρκεσήπ ςηπ ϊφηπ, ρςαςικξϋπ ή πεοιβαλλξμςικξϋπ καμξμιρμξϋπ, ποχςεϋξμςα και δεσςεοεϋξμςα ρσρςήμαςα ρςήοινηπ κλπ. 55 Λεςά ςξμ ποξρδιξοιρμϊ ςηπ μξοτξγεμεςικήπ διαδικαρίαπ, η ϊφη βελςιρςξπξιείςαι χπ ποξπ ςξ πξρξρςϊ τχςιρμξϋ πξσ ςη διαπεομά. Ζ υοήρη ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ για έμα ςέςξιξ είδξπ βελςιρςξπξίηρηπ δεμ απξςελεί καιμξςξμία 56, χρςϊρξ έυει ρημαρία εδό ςξ γεγξμϊπ ϊςι η παοάμεςοξπ ςξσ τχςιρμξϋ δεμ υοηριμξπξιείςαι χπ ςευμικϊ ρςξιυείξ, αλλά χπ ρσρςαςική αουή ςηπ μξοτξγεμεςικήπ διαδικαρίαπ. Αμαλσςικϊςεοα, ξι μξμάδεπ ςχμ L-Systems ρσμιρςξϋμ ςα ρσμπαγή ρςξιυεία ςηπ ϊφηπ, εμό ςξ σπϊλξιπξ ςμήμα ςηπ ρσμιρςά ςα αμξίγμαςα, πξσ επιςοέπξσμ ςη διέλεσρη ςξσ τσρικξϋ τχςϊπ. Έςρι, εάμ για παοάδειγμα η επιθσμηςή αμαλξγία ςχμ αμξιγμάςχμ χπ ποξπ ςη ρσμξλική επιτάμεια είμαι 60%, ξ αλγϊοιθμξπ θα αμαζηςήρει λϋρειπ ϊπξσ ξι μξμάδεπ ςχμ L-Systems διαμξοτόμξσμ έμα πξρξρςϊ κάλσφηπ 40%. Δίμαι ποξταμέπ ϊςι ασςϊ μπξοεί μα ποξκϋφει απϊ διάτξοξσπ πιθαμξϋπ ρσμδσαρμξϋπ παοαμέςοχμ, γεγξμϊπ πξσ δίμει ρςξ υοήρςη ςη δσμαςϊςηςα επιλξγήπ απϊ διάτξοα απξςελέρμαςα (εικ 14). Δικ.14 Δϋξ παοαδείγμαςα ϊφεχμ πξσ έυξσμ δημιξσογηθεί μέρχ ςηπ ίδιαπ αλγξοιθμικήπ διαδικαρίαπ. 55 Βλ. Δημήςοηπ Οαπαδϊπξσλξπ, Αθημά Ρςασοίδξσ, Ποόγοαμμα Δμίρυσρηπ Βαρικήπ Έοεσμαπ (ΠΔΒΔ) ΔΜΠ, 2007 (Δπιρςημξμικϊπ Σπεϋθσμξπ Έογξσ: Δ. Οαπαλενϊπξσλξπ), καθόπ και Δημήςοηπ Οαπαλενϊπξσλξπ, Ψητιακόπ Τξπικιρμόπ, Libro, Αθήμα Βλ. για παοάδειγμα Santiago Torres & Yuzo Sakamoto, Facade Design Optimization for Daylight with a Simple Genetic Algorithm. Ρςξ: International Building Performance Simulation Association, BS 2007, Beijing, China, September 2007, ρελ , επίρηπ ρςξ: 34

35 Ζ αμάπςσνη ςηπ κάθε διακλαδχςήπ μξμάδαπ, εναιςίαπ ςηπ αμαδοξμικήπ [recursive] και bottom-up τϋρηπ ςχμ L-Systems δεμ μπξοεί μα «ελεγυθεί» ρυεδιαρςικά. Ζ ενέλινη ςχμ ρσγκεκοιμέμχμ μξοτόμ είμαι πξλϋ δϋρκξλξ μα διακξπεί απϊ κάπξιξ «ρυεδιαρςικϊ ϊοιξ» ϊπχπ ςξ πλαίριξ ςξσ παοαθϋοξσ πξσ ποξβάλλει ςξ απξςέλερμα. Ασςϊ, χρςϊρξ κοίμεςαι απαοαίςηςξ για ςξμ σπξλξγιρμϊ πξσ θέλξσμε μα εκςελέρξσμε. Ωπ λϋρη ρε ασςή ςημ εγγεμή δσρκξλία, επιλέγεςαι η υοήρη ςηπ ςευμικήπ αμάλσρηπ εικϊμχμ: Όπχπ ταίμεςαι ρςημ Δικϊμα 14, η διάοθοχρη ςχμ μξμάδχμ L-Systems ποξβάλλεςαι ρςημ ξθϊμη ρε αρποϊμασοη κλίμακα. Λε άρποξ απξδίδξμςαι ξι μξμάδεπ ςχμ L- Systems, εμό με μαϋοξ ςα εμδιάμερα ςμήμαςα. Ιάθε τξοά πξσ εκςελείςαι η ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ, ξ παοαγϊμεμξπ ρυημαςιρμϊπ ρόζεςαι σπϊ ςη μξοτή «εικϊμαπ», η ξπξία αμαλϋεςαι ρςη ρσμέυεια ρε pixels. ελικά ςξ πλήθξπ ςχμ άρποχμ pixels χπ ποξπ ςξμ ρσμξλικϊ αοιθμϊ pixels ςηπ εικϊμαπ δίμει ςημ αμαλξγία πξσ εμδιατέοει. ξ γεγξμϊπ ϊςι ξι μξμάδεπ επεκςείμξμςαι πέοα απϊ ςα ξοθξγχμικά ϊοια ςηπ ξθϊμηπ γίμεςαι ιδιαίςεοα ταμεοϊ ςη ρςιγμή πξσ ποξβάλλεςαι ςξ ρϋμξλξ ςξσ πληθσρμξϋ ρε ρμίκοσμρη (εικ. 15 επάμχ), ποξκειμέμξσ ξ υοήρςηπ μα επιλένει ςα απξςελέρμαςα πξσ αιρθηςικά ςξμ εκτοάζξσμ πεοιρρϊςεοξ. Δίμαι ποξταμέπ ϊςι η αλληλξεπικάλσφη ςχμ διακλαδχςόμ ρυημαςιρμόμ εμπξδίζει ςημ εσκοίμεια ςχμ απξςελερμάςχμ, ποξκαλόμςαπ έμςξμη ρϋγυσρη. η λϋρη ρςξ ποϊβλημα δίμει και εδό η ςευμική ςηπ αμάλσρηπ εικϊμχμ, καθόπ η γοατική ςανιμϊμηρη ςχμ ταιμξςϋπχμ μπξοεί μα γίμει με ςη υοήρη ςχμ τχςξγοατιόμ ςξσπ, πξσ βοίρκξμςαι ήδη ρςη μμήμη ςξσ σπξλξγιρςή (Δικ. 15 κάςχ). Δικ.15: Οοξβξλή ςξσ πληθσρμξϋ με ςξ ρσμβαςικϊ ςοϊπξ (επάμχ) και ςανιμϊμηρη ςξσ πληθσρμξϋ με ςη υοήρη εικϊμχμ (κάςχ). 35

36 4.2 Οεοιγοατή ςχμ πειοαμάςχμ Ζ ρϋμςανη ςξσ παοαπάμχ αλγξοίθμξσ ποαγμαςξπξιείςαι ρςη γλόρρα ποξγοαμμαςιρμξϋ Processing 1.0.7, η ξπξία υοηριμξπξιεί χπ βάρη ςη Java, παοέυξμςαπ επιπλέξμ ρσμαοςήρειπ και εμςξλέπ πξσ διεσκξλϋμξσμ ςημ παοαγχγή ξπςικόμ απξςελερμάςχμ 57. Έυει εμδιατέοξμ μα επιρημαμθεί ϊςι ποϊκειςαι για μια γλόρρα «αμξιυςξϋ κόδικα» 58 [open source], πξσ παοέυεςαι δχοεάμ και ρσμεπόπ δεμ ελέγυεςαι κεμςοικά, αλλά σπϊκειςαι ρε ρσμευείπ διαμξοτόρειπ ρϋμτχμα με ςιπ απαιςήρειπ ςχμ υοηρςόμ. ξ ποϊγοαμμα έυει έςρι ςη δσμαςϊςηςα ενέλινηπ ποξπ αποϊβλεπςεπ μξοτέπ, με ρςϊυξ ςημ κάλσφη αμαδσϊμεμχμ αμαγκόμ, πξσ είμαι αδϋμαςξ μα ποξβλετθξϋμ εκ ςχμ ποξςέοχμ 59. α πειοάμαςα ςξσ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ ατξοξϋμ πληθσρμξϋπ 25, 15 και 5 ξογαμιρμόμ και πξρξρςϊ κάλσφηπ 60%. Ρςξ ρημείξ ασςϊ θα ποέπει μα ςξμιρθεί ϊςι, παοϊλξ πξσ έμαπ ρσμβαςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ υοηριμξπξιεί ρσμήθχπ μεγαλϋςεοξσπ πληθσρμξϋπ, ρκϊπιμα εδό επιλέγξμςαι μικοά μεγέθη. Ασςϊ γίμεςαι λϊγχ ςξσ ϊςι ςα απξςελέρμαςα θα ποέπει ρςη ρσμέυεια μα ρσγκοιθξϋμ με ςα αμςίρςξιυα εμϊπ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ ξ ξπξίξπ, ξτείλει απϊ ςη τϋρη ςξσ μα πεοιλαμβάμει μικοά μεγέθη πληθσρμόμ, για ςη διεσκϊλσμρη ςξσ υοήρςη. Ξ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ εκςελείςαι 2 τξοέπ, για 300 γεμιέπ λϋρεχμ, εμό η πιθαμϊςηςα μεςάλλανηπ ξοίζεςαι με ςιμή 5%. Ζ ρσμάοςηρη ικαμϊςηςαπ σπξλξγίζει ςημ απϊλσςη ςιμή ςηπ διατξοάπ ςηπ ικαμϊςηςαπ [fitness] ςξσ κάθε ξογαμιρμξϋ απϊ ςξμ ποξκαθξοιρμέμξ ρςϊυξ, πξσ ρημαίμει ϊςι ϊρξ υαμηλϊςεοη είμαι ασςή η ςιμή, ςϊρξ μεγαλϋςεοη είμαι η απϊδξρη ςξσ ξογαμιρμξϋ. α ποόςα απξςελέρμαςα ταίμξμςαι ρςιπ ακϊλξσθεπ γοατικέπ παοαρςάρειπ (εικ.16,17,18). 57 Για πεοιρρϊςεοεπ πληοξτξοίεπ ϊρξμ ατξοά ςη ρσγκεκοιμέμη γλόρρα ποξγοαμμαςιρμξϋ βλ Λε ςξμ ϊοξ «αμξιυςϊπ κόδικαπ» [open source] εμμξείςαι η ελεϋθεοη ποϊρβαρη ρςξμ κόδικα πξσ ρσμιρςά ςξ ίδιξ ςξ ποϊγοαμμα. 59 Δημήςοηπ Οαπαδϊπξσλξπ, Αθημά Ρςασοίδξσ, ϊ.π. Για ςημ αμάδσρη διαδικςσακόμ ρυέρεχμ πξσ αμαπςϋρρξμςαι ρςη βάρη μιαπ κξιμήπ ποϊθερηπ [ common καςά Hardt και Negri] βλ. επίρηπ ςημ εογαρία μξσ «Λια ποξρέγγιρη ςξσ ρσμμεςξυικξϋ υάοςη μέρα απϊ ςημ έμμξια ςξσ πλήθξσπ» [ρςξ ΔΟΛΡ Αουιςεκςξμική Ρυεδιαρμϊπ ςξσ Υόοξσ (Ιας. Α ) μάθημα: ευμξλξγίεπ Αιυμήπ και Αουιςεκςξμική: απϊ ςξ ρσμξλικϊ ρυεδιαρμϊ ρςημ καθξλική διαυείοιρη, με διδάρκξμςεπ: Δ. Οαπαλενϊπξσλξπ, Α. Ρςασοίδξσ, ΔΛΟ 2009]. 36

37 Δικ.16 Δικ.16 Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. 2 ερς Ρϋγκλιρηπ για ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. [α] [β] Δικ.17 Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. 2 ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 15 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. [α] 37

38 [β] Eικ.18 Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. 2 ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 5 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. [α] [β] 38

39 Οέοα απϊ ςη ρςαδιακή βελςίχρη ςηπ απϊδξρηπ ςχμ ρσμδσαρμόμ, παοαςηοείςαι ϊςι κάθε εκςέλερη ςξσ αλγξοίθμξσ ρσγκλίμει ρε έμα διατξοεςικϊ απξςέλερμα, ςξ ξπξίξ μπξοεί μα απξδίδει ενίρξσ καλά με κάπξιξ ποξηγξϋμεμξ. Ζ επιρήμαμρη ασςή επαληθεϋει ςξμ bottom-up υαοακςήοα ςηπ αλγξοιθμικήπ διαδικαρίαπ, απξκαλϋπςξμςαπ, επιπλέξμ, ϊςι ξ υόοξπ αμαζήςηρηπ ςχμ λϋρεχμ πεοιλαμβάμει πξλλά «καθξλικά βέλςιρςα». Απξςελεί ποϊκληρη, χρςϊρξ, η εϋοερη εκείμηπ ςηπ αλγξοιθμικήπ δξμήπ πξσ θα μπξοέρει με μία αλγξοιθμική εκςέλερη μα καςαλήνει ρε ταιμξςσπική πξικιλία, έςρι όρςε ςελικά μα παοξσριάρει ρςξμ υοήρςη πξικίλεπ μξοτέπ ποξπ επιλξγή. Ρςη ρσμέυεια, η διαδικαρία πξσ αματέοθηκε μεςαςοέπεςαι ρε Διαδοαρςικϊ Γεμεςικϊ Αλγϊοιθμξ. Ζ διατξοά ςηπ δξμήπ ασςήπ απϊ ςημ ποξηγξϋμεμη έγκειςαι ρςξ γεγξμϊπ ϊςι η επιλξγή ςχμ ξογαμιρμόμ ποξπ διαρςαϋοχρη αμαςίθεςαι ςόοα ρςξμ υοήρςη. Δπιπλέξμ, για ςημ ανιξλϊγηρη ςχμ απξςελερμάςχμ καθξοίζεςαι έμα είδξπ «αιρθηςικήπ-ρςϊυξσ», πξσ ρε ασςή ςημ πεοίπςχρη καθίρςαςαι η δημιξσογία εμϊπ πσκμξϋ ρυημαςιρμξϋ, απξςελξϋμεμξσ απϊ πξλλά και λεπςά κλαδιά. Ξι Δικϊμεπ 19, 20 και 21 απεικξμίζξσμ ςα ςερς ρϋγκλιρηπ και ςξσπ αμςίρςξιυξσπ ςελικξϋπ ταιμξςϋπξσπ για πληθσρμξϋπ 25, 15 και 5 ξογαμιρμόμ. Δικ.19: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. 39

40 Δικ.20: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 15 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Δικ.21: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 5 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Ρε ασςή ςη ρειοά πειοαμάςχμ παοαςηοεί καμείπ ϊςι ποάγμαςι επιςσγυάμεςαι η εμτάμιρη διατξοεςικόμ αιρθηςικόμ απξςελερμάςχμ μέρα ρςξμ ίδιξ πληθσρμϊ λϋρεχμ (εικ. 19), χρςϊρξ, ξι ςιμέπ απϊδξρηπ απξκλίμξσμ απϊ ςη βέλςιρςη λϋρη. Ζ διακϋμαμρη ςχμ ςιμόμ είμαι επίρηπ ρημαμςικά ασνημέμη, γεγξμϊπ πξσ εμδευξμέμχπ μα εομημεϋεςαι ρςη βάρη ςξσ ασθξομηςιρμξϋ ςξσ υοήρςη, ξ ξπξίξπ ίρχπ κάπξιεπ τξοέπ μα απξκλίμει απϊ ςξμ «ρςϊυξ» ςξσ. έλξπ, ξτείλει μα επιρημαμθεί ϊςι 300 επαμαλήφειπ καθιρςξϋμ ςη διαδικαρία ιδιαίςεοα υοξμξβϊοo και κξσοαρςική. 40

41 Ρςη ρσμέυεια παοξσριάζεςαι μία αλγξοιθμική παοαλλαγή ασςξϋ ςξσ μξμςέλξσ, πξσ ταίμεςαι μα είμαι πιξ τιλική ποξπ ςξμ υοήρςη, εμό παοάλληλα παοάγει ανιϊπιρςα απξςελέρμαςα. Ζ μεθξδξλξγία ατξοά ςξμ ρσμδσαρμϊ ςχμ δϋξ διαδικαριόμ πξσ πεοιγοάτηκαμ: Ακξλξσθόμςαπ ςη δξμή ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, ξ υοήρςηπ επιλέγει δϋξ ξογαμιρμξϋπ, πξσ ϊμχπ αμςί μα παοέυξσμ ςξ γεμεςικϊ σλικϊ ςξσπ για ςημ παοαγχγή ςηπ επϊμεμηπ γεμιάπ, απξθηκεϋξμςαι ρςη μμήμη ςξσ σπξλξγιρςή, ρσμιρςόμςαπ δεδξμέμξ ποξπ υοήρη ρε έμα επϊμεμξ ρςάδιξ ςξσ αλγξοίθμξσ. Ρςη ρσμέυεια, ξ αλγϊοιθμξπ ακξλξσθεί ςημ δξμή ςξσ ρσμβαςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ και έςρι, για ςη δημιξσογία ςξσ απξγϊμξσ, επιλέγξμςαι δϋξ ρσμδσαρμξί με ρυεςικά μεγάλη απϊδξρη. ξ καιμξςϊμξ ρςξιυείξ έγκειςαι ρςξ γεγξμϊπ ϊςι ξ μεξρϋρςαςξπ γξμϊςσπξπ ρσγκοίμεςαι ςόοα με ςξσπ γξμξςϋπξσπ ςχμ ξογαμιρμόμ πξσ επιρημάμθηκαμ ποξηγξσμέμχπ απϊ ςξμ υοήρςη. Οιξ ρσγκεκοιμέμα, κάθε γξμίδιξ ςξσ γεμεςικξϋ σλικξϋ ρσγκοίμεςαι με κάθε έμα απϊ ςα αμςίρςξιυα ςχμ γξμέχμ. Έςρι, ρςημ πεοίπςχρη πξσ ςξ γξμίδιξ ςξσ καιμξϋογιξσ ξογαμιρμξϋ διατέοει και απϊ ςα δϋξ επιλεγμέμα, η πιθαμϊςηςα μεςάλλανήπ ςξσ ασνάμεςαι απϊ 5% ρε 10% 60. Δάμ η ςιμή ςξσ ρσμπίπςει με ςη μία εκ ςχμ δϋξ γξμέχμ, ςϊςε η πιθαμϊςηςα μεςάλλανηπ μειόμεςαι απϊ 5% ρε 3,5%, εμό εάμ και ξι ςοειπ ςιμέπ είμαι ίρεπ, ςϊςε η πιθαμϊςηςα ελαςςόμεςαι ακϊμη πεοιρρϊςεοξ και λαμβάμει ςημ ςιμή 1,5% 61. Ζ διαδικαρία ασςή εσμξεί ςημ «κσκλξτξοία» γξμιδίχμ πξσ αμςιρςξιυξϋμ ρςα επιθσμηςά υαοακςηοιρςικά ςξσ υοήρςη. Ρςξ πλαίριξ ασςϊ, εκςελξϋμςαι πειοάμαςα πξσ αματέοξμςαι ρε 50 μϊλιπ αλγξοιθμικέπ επαμαλήφειπ, καθόπ γίμεςαι η σπϊθερη ϊςι μια ςέςξια αλγξοιθμική δξμή θα μπξοξϋρε μα ελαςςόρει ρημαμςικά ςξμ απαιςξϋμεμξ αοιθμϊ επαμαλήφεχμ ςξσ αλγξοίθμξσ και ρσμεπόπ μα διεσκξλϋμει ςη διαδικαρία διάδοαρηπ. 60 Ζ ςιμή ασςήπ ςηπ πιθαμϊςηςαπ είμαι αοκεςά μεγάλη έςρι όρςε μα διεσοϋμεςαι ξ υόοξπ αμαζήςηρηπ ςξσ αλγξοίθμξσ [ςευμική πξσ υοηριμξπξιήθηκε και ρςξ Drawing Evolver - βλ. κετάλαιξ 3.3β], υχοίπ χρςϊρξ μα καςαλήγει ρε απόλεια ςχμ κϋοιχμ υαοακςηοιρςικόμ ςχμ γξμέχμ. 61 Δπιρημαίμεςαι ϊςι ξι πιθαμϊςηςεπ ςχμ μεςαλλάνεχμ δεμ μηδεμίζξμςαι πξςέ, έςρι όρςε μα απξτεϋγεςαι η ποϊχοη ρϋγκλιρη ςχμ απξςελερμάςχμ ρε «ςξπικά βέλςιρςα». 41

42 Δικ.22: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Δικ.23: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 15 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Δικ.24: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 5 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. 42

43 α απξςελέρμαςα ςχμ πειοαμάςχμ παοξσριάζξμςαι ρςιπ Δικϊμεπ 22, 23 και 24, ξι ξπξίεπ μαοςσοξϋμ μια ποόςη θεςική απξςίμηρη ςηπ διαδικαρίαπ: Ρςξ πείοαμα με ςξσπ 25 ξογαμιρμξϋπ (εικ. 22), ξ μεγάλξπ αοιθμϊπ διατξοεςικόμ επιθσμηςόμ ταιμξςϋπχμ απξκαλϋπςει ςξ γεγξμϊπ ϊςι ξ υοήρςηπ καςάτεοε μα καθξδηγήρει ςημ αλγξοιθμική δξμή με βάρη ςημ ποξρχπική ςξσ επιθσμία. Ζ αμςίρςξιυη γοατική παοάρςαρη, χρςϊρξ, δείυμει ϊςι ρςξ μέρξμ ςηπ διαδικαρίαπ ςα απξςελέρμαςα ρσμάμςηραμ έμα ςξπικϊ βέλςιρςξ, ςξ ξπξίξ δεμ μπϊοεραμ μα σπεοπηδήρξσμ μέρα ρςξμ πεπεοαρμέμξ αοιθμϊ ςχμ επαμαλήφεχμ. Ρςξ ίδιξ ρσμπέοαρμα καςαλήγει καμείπ και για ςιπ πεοιπςόρειπ ϊπξσ δξκιμάζξμςαι πληθσρμξί με 15 και 5 ξογαμιρμξϋπ (εικ. 23, 24). Ρςη ρσμέυεια έςρι γίμεςαι πεοαιςέοχ επενεογαρία ασςήπ ςηπ ποξςειμϊμεμηπ δξμήπ. Οοϊκειςαι για μια μέθξδξ ϊπξσ ςα δεδξμέμα ποξπ ρϋγκοιρη δεμ ποξκϋπςξσμ μϊμξ απϊ ςξσπ ςελεσςαίξσπ ρσμδσαρμξϋπ πξσ σπξδεικμϋει ξ υοήρςηπ, αλλά και απϊ ςιπ ποξηγξϋμεμεπ επιλξγέπ ςξσ. Ρε ασςή ςημ καςεϋθσμρη, η πιθαμϊςηςεπ μεςάλλανηπ ελαςςόμξμςαι ακϊμα πεοιρρϊςεοξ ρςημ πεοίπςχρη πξσ ςα γξμίδια επιλέγξμςαι πεοιρρϊςεοεπ απϊ μία τξοέπ (βλ. Οίμακα 1). Οίμακαπ 1: Λεςαβξλή ςχμ πιθαμξςήςχμ μεςάλλανηπ εμϊπ γξμιδίξσ βάρει ςξσ ιρςξοικξϋ επιλξγήπ ςξσ. ΞΛΞΘΞΖΔΡ ΛΔΑΝΣ ΓΞΜΘΔΘΩΜ ΑΠΘΗΛΞΡ ΓΔΜΔΩΜ Ιαμέμα Έμα Δϋξ Όπχπ ταίμεςαι ρςιπ επϊμεμεπ εικϊμεπ (εικ. 25, 26, 27), ακϊμα και έμαπ πληθσρμϊπ 15 ξογαμιρμόμ αοκεί για ςημ επιςσυή εκςέλερη ςξσ αλγξοίθμξσ. Ξι ταιμϊςσπξι επιδεικμϋξσμ ενίρξσ μεγάλη πξικιλία με ςξμ πληθσρμϊ ςχμ 25 ξογαμιρμόμ, εμό ξι λϋρειπ απξδίδξσμ ςξ ίδιξ ικαμξπξιηςικά. 43

44 Δικ.25: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 2 γεμεόμ. Δικ.26: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 15 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 2 γεμεόμ. Δικ.27: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 5 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 2 γεμεόμ. 44

45 Δικ.28: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 25 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 3 γεμεόμ. Δικ.29: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 15 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 3 γεμεόμ. Δικ.30: Διαδοαρςικϊπ Γεμεςικϊπ Αλγϊοιθμξπ με ρςαθμιρμέμεπ μεςαλλάνειπ. ερς Ρϋγκλιρηπ για πληθσρμϊ 5 ξογαμιρμόμ και αμςίρςξιυξι ταιμϊςσπξι. Θρςξοικϊ 3 γεμεόμ. 45

46 ελικά, η μέθξδξπ ςχμ Ρςαθμιρμέμχμ Λεςαλλάνεχμ ταίμεςαι μα επιςσγυάμει ςη ρσγυόμεσρη ςϊρξ αμςικειμεμικόμ, ϊρξ και σπξκειμεμικόμ κοιςηοίχμ, καθόπ η βελςιρςξπξίηρη δεμ εκςελείςαι βάρει μιαπ ποξκαθξοιρμέμηπ, «ςστλήπ» λξγικήπ ςηπ αλγξοιθμικήπ διαδικαρίαπ, αλλά επηοεάζεςαι δσμαμικά απϊ ςξ ενχγεμέπ πεοιβάλλξμ, αμξίγξμςαπ δσμαςϊςηςεπ σπξκειμεμικόμ καθξδηγήρεχμ. Έυει ρημαρία μα ςξμιρθεί ςξ γεγξμϊπ ϊςι η ίδια η δξμή επιςοέπει ςη δημιξσογία εμϊπ interface τιλικξϋ ποξπ ςξμ υοήρςη, καθόπ απξτεϋγξμςαι ςϊρξ ξ μεγάλξπ αοιθμϊπ επαμαλήφεχμ, ϊρξ και ξ μεγάλξπ πληθσρμϊπ ξογαμιρμόμ. Ζ μέθξδξπ εμέυει τσρικά πξικίλεπ δσμαςϊςηςεπ βελςίχρηπ και πεοαιςέοχ επενεογαρίαπ. Για παοάδειγμα, ρςξ ρημείξ ςξσ αλγξοίθμξσ ϊπξσ ενεςάζεςαι η ξμξιϊςηςα ςχμ γξμιδίχμ, παοαςηοεί καμείπ ϊςι η διαδικαρία αματέοεςαι ρε μια απλή ρϋγκοιρη ςιμόμ, πξσ ρημαίμει ϊςι ακϊμα και ρςημ πεοίπςχρη πξσ δϋξ μξϋμεοα διατέοξσμ ελάυιρςα, ςξ ρϋρςημα ςα αμαγμχοίζει χπ άμιρα. Ρε μια πιξ ενελιγμέμη μέθξδξ, η πιθαμϊςηςα μεςάλλανηπ θα μπξοξϋρε μα μημ ποξκϋπςει απϊ ςξ δίπξλξ ιρϊςηςα/αμιρϊςηςα ςιμόμ, αλλά μα ρςαθμίζεςαι με βάρη ςξμ λϊγξ ςχμ δϋξ ςιμόμ, έςρι όρςε μα είμαι αμάλξγη ςηπ απϊκλιρηπ πξσ έυει η ςιμή ςξσ μέξσ γξμιδίξσ απϊ ςιπ ςιμέπ ςχμ ήδη επιλεγμέμχμ. Λια άλλη πιθαμή ποξέκςαρη θα μπξοξϋρε επίρηπ μα ρυεςίζεςαι με ςημ αμαγχγή ασςξϋ ςξσ είδξσπ ρυεδιαρμξϋ ρε μια μεγαλϋςεοη κξιμχμική κλίμακα και ςημ εκπϊμηρη ςερς, παοϊμξιχμ με ασςά πξσ παοξσριάρθηκαμ ρςξ παοάδειγμα ςξσ fashion design [3.3.γ]. 46

47 4.3 Ηεχοηςική ποξρέγγιρη Ρε ασςή ςημ εμϊςηςα επιυειοείςαι η θεχοηςική αμάλσρη ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ πξσ μϊλιπ πεοιγοάτηκε, καθόπ εκςιμάςαι ϊςι απξςελεί έμα βάριμξ ρημείξ εκκίμηρηπ για ςημ ποξρέγγιρη ςξσ ελέγυξσ ρςξ ρϋγυοξμξ ρυεδιαρμϊ. Έςρι, παοξσριάζξμςαι έμμξιεπ ϊπχπ η διάδοαρη, ςξ πεοίπξσ αμςικείμεμξ και ςξ δσμηςικό, ξι ξπξίεπ ρσμβάλλξσμ ρςημ ποαγμαςξπξίηρη ασςήπ ςηπ θεχοηςικήπ επέκςαρηπ, ρσμιρςόμςαπ ςα μξηςικά εογαλεία ςηπ. α. Διάδοαρη Ρε έμα ποόςξ ρςάδιξ θα ποέπει μα επιρημαμθεί ϊςι ςξ παοάδειγμα Διαδοαρςικήπ Δνέλινηπ πξσ παοξσριάρθηκε ατξοά ςη διαδικαρία ρϋλληφηπ και παοαγχγήπ ςηπ μξοτήπ ςξσ ρυεδιαρςικξϋ αμςικειμέμξσ και ϊυι ςημ ποξδιαγεγοαμμέμη (ή μη) μεςαβξλή ςηπ μξοτήπ ςξσ ρςξ υοϊμξ. ξ εμδιατέοξμ δηλαδή ερςιάζεςαι ρςημ ίδια ςημ αμαζήςηρη ςηπ ρυεδιαρςικήπ επίλσρηπ ςξσ ποξβλήμαςξπ, υχοίπ χρςϊρξ ασςϊ μα αμαιοεί ςξ εμδευϊμεμξ ςηπ ςοξπξπξίηρηπ ςξσ αμςικειμέμξσ ακϊμα και μεςά ςη δημιξσογία ςξσ. Ξ μεςαρυημαςιρμϊπ ςηπ μξοτήπ είμαι ποάγμαςι δσμαςϊμ μα ειραυθεί χπ ρυεδιαρςική παοάμεςοξπ, είςε μέρχ μιαπ ποξκαθξοιρμέμηπ απϊδξρηπ διαδοαρςικόμ ιδιξςήςχμ ρςξ σπϊ ρυεδίαρη αμςικείμεμξ (ρυεδιαρμϊπ διάδοαρηπ), είςε με ςξ ρυεδιαρμό εμςάρεχμ 62 πξσ ατήμξσμ αμξιυςϊ έμα πλέγμα δσμηςικόμ και αποϊβλεπςχμ καςαρςάρεχμ ποξπ εμεογξπξίηρη. Αμςίρςξιυα, είμαι ενίρξσ πιθαμϊ μα απξκλείεςαι εναουήπ κάθε εμδευϊμεμη αλλαγή ςχμ υαοακςηοιρςικόμ ςξσ αμςικειμέμξσ, ςξσλάυιρςξμ χπ ρυεδιαρςική ποϊθερη. Έςρι, γίμεςαι αμςιληπςϊ ϊςι η ατεςηοία ςηπ παοξϋραπ αμάλσρηπ δεμ ατξοά καςά κϋοιξ λϊγξ ςξ αμςικείμεμξ ρυεδιαρμξϋ, δηλαδή ρςη ρσγκεκοιμέμη πεοίπςχρη ςημ ϊφη, αλλά μέρα απϊ μια διαδικαρία αταίοερηπ, ςξμ ίδιξ ςξμ αλγϊοιθμξ ςηπ δημιξσογίαπ ςξσ, ςξμ διαδοαρςικό ρυεδιαρμό Βλ. κετάλαιξ 3.2 ϊπξσ γίμεςαι λϊγξπ για ςα «εμςαςικά» και «εκςαςικά» μεγέθη, μέρα απϊ ςημ ποξρέγγιρη ςξσ Deleuze και ςξσ De Landa. 63 Για ςξ «ρυεδιαρμϊ διάδοαρηπ» και ςξμ «διαδοαρςικϊ ρυεδιαρμϊ» βλ. επίρηπ: Δημήςοηπ Οαπαλενϊπξσλξπ, «Ζ αμαπαοάρςαρη ςξσ ρσμευξϋπ (Ρυεδιαρμϊπ Ιαςαρκεσή - Υοήρη)». ( 47

48 Λε ςημ σπξρςήοινη θεχοηςικόμ ποξςάρεχμ, διεοεσμάςαι έςρι η βαθϋςεοη δξμή και λειςξσογία ςξσ Διαδοαρςικξϋ Γεμεςικξϋ Αλγξοίθμξσ, εμό η διάδοαρη ποξρεγγίζεςαι χπ έμα εγγεμέπ υαοακςηοιρςικϊ ςξσ, πξσ εμεογξπξιεί ςη δσμηςικόςηςα και δημιξσογεί ρσμβάμςα. ϊρξ ρςξ παοάδειγμα ςχμ Ρςαθμιρμέμχμ Λεςαλλάνεχμ, ϊρξ και ρςιπ πεοιπςόρειπ Διαδοαρςικήπ Δνέλινηπ πξσ ποξηγήθηκαμ, η έμμξια ςηπ διάδοαρηπ εμςξπίζεςαι ρςη ρυέρη πξσ αμαπςϋρρεςαι αμάμερα ρςξ υοήρςη και ςξμ σπξλξγιρςή ρυέρη πξσ κοίμεςαι απαοαίςηςη για ςημ έμαονη ςηπ διαδικαρίαπ και ςημ ενέλινη ςηπ ρυεδιαρςικήπ ιδέαπ. Ωρςϊρξ, ρςξ ρημείξ ασςϊ θα ποέπει μα επιρημαμθεί ϊςι η ρημεοιμή εομημεία ςηπ έμμξιαπ ςηπ διάδοαρηπ απέυει πξλϋ απϊ ασςή πξσ απξδϊθηκε καςά ςημ εμτάμιρή ςηπ 64. Δμό ςξ αουικϊ ςηπ μϊημα εμπεοιείυε ςξ υαοακςηοιρςικϊ μιαπ εμεογξύ και απξςελερμαςικήπ επιοοξήπ μεςανϋ ςχμ αλληλξρυεςιζϊμεμχμ ρςξιυείχμ, ρήμεοα καςαλήγξσμε μα ρσζηςάμε για μια διάδοαρη απλξσρςεσμέμη, πξσ ξτείλεςαι κσοίχπ ρε ποξκαθξοιρμέμεπ αμςιδοάρειπ ςξσ ρσρςήμαςξπ. Δημιξσογξϋμςαι ρυέρειπ αμςαπόκοιρηπ, αλλά ϊυι διάδοαρηπ 65. Ξ θεχοηςικϊπ ςηπ αουιςεκςξμικήπ και ςηπ Ισβεομηςικήπ Ranulph Glanville, θέλξμςαπ μα δόρει έμα παοάδειγμα «ποαγμαςικήπ» διάδοαρηπ, αμαςοέυει ρςημ ποξρχπικϊςηςα και ςξ έογξ ςξσ Gordon Pask 66 : O Pask ( ), σπέομαυξπ ςηπ θεχοίαπ ςηπ Ισβεομηςικήπ, ρσμμεςείυε εμεογά ρςημ αουιςεκςξμική ρκημή ςηπ δεκαεςίαπ ςξσ 60 - ιδιαίςεοα ρςιπ ποχςξπξοιακέπ δοάρειπ ςηπ ρυξλήπ Architectural Association (A.A.) ςξσ Κξμδίμξσ, αλλά και ρε διξογαμόρειπ ςξσ ςμήμαςξπ Architecture Machine Group ςξσ MIT (πξσ αογϊςεοα μεςξμξμάρςηκε ρε Media Lab ). Ανίζει μα επίρηπ μα αματεοθεί ϊςι ρσμεογάρςηκε με ςξμ Cedric Price ρςξ project Fun Palace, ειράγξμςαπ ςη θεχοία ρσρςημάςχμ ρςξμ αουιςεκςξμικϊ ρυεδιαρμϊ. ξ έογξ ςξσ Pask κίμηρε ςξ εμδιατέοξμ 64 Ranulph Glanville, Conversation and Design. Ρςξ: The Handbook of Conversation Design for Instructional Applications, Hershey, New York, Ό.π. Ρϋμτχμα με ςξμ Glanville, ςξ επιυείοημα εμιρυϋεςαι απϊ ςξμ ξοιρμϊ πξσ δίμεςαι ρήμεοα ρςξ λήμμα «διαδοαρςικϊπ», ρςξ λενικϊ Oxford Dictionary of the American Language : διαδοαρςικϊπ (επίθ.): α) (για δϋξ αμθοόπξσπ η ποάγμαςα) πξσ αρκεί επιοοξή ή έυει επεμέογεια ξ έμαπ ρςξμ άλλξ. β) (για σπξλξγιρςή ή άλλη ηλεκςοξμική ρσρκεσή) πξσ επιςοέπει ςημ αμτίδοξμη οξή ςηπ πληοξτξοίαπ αμάμερα ρςξμ σπξλξγιρςή/ηλεκςοξμική ρσρκεσή και ςξ υοήρςη, αμςιδοόμςαπ ρςα ρςξιυεία ειραγχγήπ [inputs] ςξσ υοήρςη. 66 Ξ Ranulph Glanville σπήονε μαθηςήπ (ρςημ Α.Α.) και ρσμεογάςηπ ςξσ Pask. 48

49 ςηπ αουιςεκςξμικήπ κξιμϊςηςαπ και ςιπ επϊμεμεπ δεκαεςίεπ (βλ. για παοάδειγμα ςξ έογξ ςξσ John Frazer καςά ςη δεκαεςία ςξσ 80), εμό ενακξλξσθεί μα αρκεί επιοοξή ακϊμα και ρήμεοα. Δικ.31: Αουιςεκςξμική ςηπ Ρσμξμιλίαπ Ρκίςρξ ςξσ Gordon Pask πξσ εκτοάζει ςη ρσμξμιλία αμάμερα ρε δϋξ ρυεδιαρςέπ και ςξ αμαδσϊμεμξ πεοιβάλλξμ διάδοαρηπ. ξ 1975, ξ Pask εδοαίχρε ςη Ηεχοία ςηπ Σσμξμιλίαπ, η ξπξία ατξοά έμα επικξιμχμιακϊ μξμςέλξ πξσ, αμςί μα σπϊκειςαι ρςημ ασρςηοή, γοαμμική μεςάδξρη ςηπ πληοξτξοίαπ, ποξάγει μια κσκλική διαδικαρία μάθηρηπ, ατήμξμςαπ πεοιθόοια για σπξκειμεμική καςαμϊηρη και εομημεία. Ζ εταομξγή ςηπ θεχοίαπ ασςήπ μπξοεί μα εμςξπιρθεί ρςιπ ρυέρειπ πξσ αμαπςϋρρξμςαι αμάμερα ρςξσπ ζχμςαμξϋπ ξογαμιρμξϋπ, με ή υχοίπ ςη διαμερξλάβηρη μηυαμόμ, αλλά και αμάμερα ρςιπ μηυαμέπ ασςέπ καθασςέπ (με ασςϊμ ςξμ ςοϊπξ απξδίδεςαι ρςιπ μηυαμέπ μια βιξλξγική διάρςαρη). Όλα ςελικά εμςάρρξμςαι ρε έμα εμιαίξ πλαίριξ αμάλσρηπ, μια κξιμή αουή, ςημ ξπξία ξ Pask ακξλξσθεί για μα ρυεδιάρει μαθηριακά σπξλξγιρςικά πεοιβάλλξμςα πξσ μα μπξοξϋμ μα αμςαπξκοίμξμςαι δσμαμικά ρςα δεδξμέμα πξσ ειράγει ξ υοήρςηπ [inputs] (εικ. 31). Έςρι, κςίζεςαι έμαπ επξικξδξμηςικϊπ διάλξγξπ μεςανϋ ςχμ δϋξ, πξσ ποξβάλλει ςξ ρϋμξλξ ςηπ διαδικαρίαπ και ςη μξμαδικϊςηςα ςξσ σπξκειμέμξσ, και ϊυι μϊμξ ςξ ςελικϊ απξςέλερμα. Ξ ρϋγυοξμξπ καλλιςέυμηπ Usman Haque ρυξλιάζει: «Σήμεοα, ρςιπ αουέπ ςξσ 21 ξσ αιώμα, η Ηεχοία ςηπ Σσμξμιλίαπ μξιάζει 49