<html><body style="word-wrap: break-word; -webkit-nbsp-mode: space; -webkit-line-break: after-white-space; "><br><div><div>On 01.07.2009, at 10:14, <a href="mailto:forster@ozonline.com.au">forster@ozonline.com.au</a> wrote:</div><br><blockquote type="cite"><div><blockquote type="cite">I and others are starting a project in 7th-grade biology teaching and<br></blockquote><blockquote type="cite">learning, with a focus on pre-biotic and biological evolution, ...<br></blockquote><blockquote type="cite">Anybody interested?<br></blockquote><br>Edward, see smartbug at <a href="http://rupert.id.au/schoolgamemaker/samples3/">http://rupert.id.au/schoolgamemaker/samples3/</a><br><br>Bugs start out with a matrix of random numbers which relate their sensor input to motion output through a neural net. This represents their genes. Random mutations in the genetic code happen each cell division. They soon evolve optimum feeding patterns,<br><br>Programmed in Game Maker but should be doable in Etoys or Scratch<br></div></blockquote><br></div><div>Sounds&nbsp;intriguing.&nbsp;Too&nbsp;bad&nbsp;I&nbsp;can't&nbsp;try&nbsp;it&nbsp;on&nbsp;my&nbsp;machine,&nbsp;but&nbsp;at&nbsp;least&nbsp;I&nbsp;could&nbsp;extract&nbsp;the&nbsp;description from the gamemaker file which looks to be detailed enough to recreate the simulation:</div><br><div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 16px/normal Arial; "><b>Smartbug</b></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; "><b>Tony Forster October 05</b></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Evolution through natural selection</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">May be copied with acknowledgement</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">mouse click <span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">        </span>select, displays bug info including genetic code</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">p <span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>pause</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">c <span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>de-select all</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">a<span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>select all</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">d<span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>display detail: all, population&amp;health, none</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">f<span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>save population stats to comma separated file</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">F1 <span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">                </span>to display this screen</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">escape <span class="Apple-tab-span" style="white-space:pre">        </span>return to simulation</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">The info boxes show the "genetic code" or the program the bugs have developed by natural selection. You can see how the bugs are related. (The level of information you display affects the program speed.)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">The save to file option allows you to import population statistics into a spread sheet and examine population trends</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; "><span style="text-decoration: underline">How its programmed</span></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Each bug loses one unit of health per step</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">set variable bughealth relative to -1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">If a bug runs out of food it dies</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">set variable bughealth relative to -1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if bughealth is smaller than 0</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; destroy the instance</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">If it eats food, its health increases</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">set variable bughealth relative to 150</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">If its health reaches 1000 it divides</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if bughealth is larger than 1000</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; execute code:</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; bughealth=500</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; newid=instance_create(x+20,y+20,bug)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Its genes are copied to the new bug</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">for (i=0 ;i&lt;20; i+=1)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">{</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; for (j=0;j&lt;12; j+=1)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; {</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; newid.gene[i,j]= gene[i,j]</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; }</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">}</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">One gene is mutated</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">newid.gene[random(20),random(12)]=random(100)-50</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">The genes are used to determine behaviour</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">There are 20 inputs, 8 related to food nearby, 4 previous direction and 8 memory stores</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">execute code:</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[0]= sign(instance_position(x+15,y,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[1]= sign(instance_position(x-15,y,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[2]= sign(instance_position(x,y+15,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[3]= sign(instance_position(x,y-15,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[4]= sign(instance_position(x+22,y,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[5]= sign(instance_position(x-22,y,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[6]= sign(instance_position(x,y+22,food))</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">input[7]= sign(instance_position(x,y-22,food))</div><p style="margin: 0.0px 0.0px 0.0px 0.0px; font: 8.0px Helvetica; min-height: 10.0px">&nbsp;<br class="webkit-block-placeholder"></p><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">for (i=8; i&lt;20; i+=1)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">{</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; input[i] = sign(output[i-8])</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">}</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; min-height: 10px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">The 20 inputs are multiplied by a 20x12 gene array to produce 12 outputs</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">for (i=0 ;i&lt;20; i+=1)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">{</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; for (j=0;j&lt;12; j+=1)</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; {</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; newid.gene[i,j]= gene[i,j]</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">&nbsp; &nbsp; }</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">}</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Four of which control motion</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if (output[0]&gt;0)hspeed=-1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if (output[1]&gt;0)hspeed=1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if (output[2]&gt;0)vspeed=-1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 8px/normal Helvetica; ">if (output[3]&gt;0)vspeed=1</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">and eight are memory data</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; "><span style="text-decoration: underline">Discussion</span></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">See how badly adapted lifeforms become extinct:</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">The first to die are the ones that don't move</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Soon they are all related through one ancestor</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Diagonal movers take over from horizontal and vertical movers</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">They learn to spread out</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Some get stuck with some food patterns and die</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Run it overnight, eventually the learn to hunt for food.</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Run it on 2 computers, compare the genetic code.</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Enable save to file "smartbug.txt" with the f key</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Import the comma separated text file into a spreadsheet</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Graph it</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">What is the average bug population? Why?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">What is the trend in food population? Why?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Why are there fluctuations?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Is it sexual or asexual reproduction?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">What are the implications for the gene pool and the evolutionary process?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Is this a good model of evolution?</div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; min-height: 14px; "><br></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; "><span style="text-decoration: underline">Programming challenge</span></div><div style="margin-top: 0px; margin-right: 0px; margin-bottom: 0px; margin-left: 0px; font: normal normal normal 12px/normal Arial; ">Write a version with sexual reproduction, when two bugs with health&gt;1000 collide, they produce offspring with genetic code taken randomly from its parents.</div><div><font class="Apple-style-span" face="Arial"><br></font></div></div></body></html>