バイナリ生物学でデイジーワールド

バイナリ生物学でデイジーワールド
2023/10/21
大神祐真
（へにゃぺんて）

2023/10/21 2
自己紹介
大神祐真 (@yohgami)
「へにゃぺんて」
という個人サークルで
独自なOSを作るための
活動を行っています！
自作OSを行う対象として
近年はレトロハードを
扱っています！

2023/10/21 3
自己紹介
大神祐真 (@yohgami)
「へにゃぺんて」
という個人サークルで
独自なOSを作るための
活動を行っています！
自作OSを行う対象として
近年はレトロハードを
扱っています！

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 4
バイナリ生物学

概念
実行プログラムなどのバイナリが
生き物のように振る舞えるシステム
を考え、実装する。
バイナリが生き物のように振る舞えることで、
例えば、用意された環境に合う様なバイナリを
生き物の進化の仕組みで自ずと生み出していく
事ができる。

影響を受けている理論
【ガイア理論/ガイア仮説】
生物は地球と相互に関係し合い、
自身の生存に適した環境を維持するための
自己制御システムを作り上げている
とする仮説
https://ja.wikipedia.org/wiki/ガイア理論

影響を受けている理論
【ガイア理論/ガイア仮説】
生物は地球と相互に関係し合い、
自身の生存に適した環境を維持するための
自己制御システムを作り上げている
とする仮説
https://ja.wikipedia.org/wiki/ガイア理論
そんな事って
あり得るの？

デイジーワールド
ガイア理論の妥当性を示す為に考えられた
モデル環境
https://ja.wikipedia.org/wiki/デイジーワールド

考え方
① 白いデイジーと黒いデイジーのみの環境を想定する
※ どちらも生育に適した温度は同じ
光を反射する光を吸収する

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 10
考え方
②太陽光の量が少なく、気温が低下していても
黒いデイジーは光を吸収し周囲の温度を上げるため、
繁殖しやすい
少

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考え方
③太陽光の量が多くなると、逆に白いデイジーの方が
光を反射して温度の上昇を抑制するため繁殖しやすい
多

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 12
考え方
多
このように、太陽光の量が変化しても、
白と黒のデイジーによって地表付近の温度を
生育適温へ保とうとする恒常性が働いている
と考えられる

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 13
考え方
多今回は、
デイジーワールド(っぽいもの)を
バイナリ生物学のPoC実装上で実験してみた話

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 14
バイナリ生物学のPoC実装
今回はバイナリ生物学の理論を
「PDP-7」という60年代のコンピュータへ実装
※ 「SimH」というシミュレータを使用
UNIXが生まれたコンピュータ

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 15
PoC実装の動作
①メモリ空間に「バイナリ生物領域」と呼ぶ領域を設定
メモリ空間
バイナリ
生物領域

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 16
PoC実装の動作
②特殊なデータ構造で機械語の命令列を配置
特定のレジスタを
デクリメントする命令列
インクリメントする命令列

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 17
PoC実装の動作
②特殊なデータ構造で機械語の命令列を配置
デクリメントする命令列
(白いデイジーとする)
インクリメントする命令列
(黒いデイジーとする)
地表温度とする

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 18
PoC実装の動作
③各命令列を実行し、その結果に応じて自身のコピーを作成
したり、ある条件で別のデイジーへ突然変異させたりする
コピーを作成(増殖)
突然変異
※加えて、ある条件で削除される(死)

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 19
PoC実装の動作
③各命令列を実行し、その結果に応じて自身のコピーを作成
したり、ある条件で別のデイジーへ突然変異させたりする
コピーを作成(増殖)
突然変異
※加えて、ある条件で削除される(死)
今回は以下の設定で実験した
実行後の地表温度が生育適温より
・低くなるに連れ、黒いデイジーが増殖しやすく
・高くなるに連れ、白いデイジーが増殖しやすい
(詳細は省くが、ごく簡単な評価関数)

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 20
実験設定
時間経過に応じて
地表温度が1℃ずつ上昇
する環境とした
時間経過(実行周期)
デイジーが存在しない場合
の結果
地
表
温
度
生育適温
(20℃)

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 21
実験結果
ピッタリでは無いが、
生育適温にしようとしている
働きは確認できた
地
表
温
度
デイジーが存在する場合
の結果
生育適温
(20℃)

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 22
実験結果
追加の外乱として、
途中で突然、
地表温度を100℃に設定
地
表
温
度
生育適温
(20℃)
引き続き、
生育適温に
しようと
している働きが
確認できた

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 23
まとめ
・PDP-7でバイナリ生物学できた！
・バイナリ生物学は、環境設定の仕方によっては
デイジーワールドのように、
何らかの自己制御を行うような事も可能！

2023/10/21 大神祐真(@yohgami) 24
ご清聴ありがとうございました！

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