Artificial Art: Erzeugung künstlicher Bilder mit evolutionären Algorithmen in Javascript (PDF)

Einleitung:
Natural evolution is a very creative problem solver, and the solutions of nature are ever present to remind us just what evolution is capable of. Can we make a machine 3 millimeters long that is capable of flying under its own power? What about giving it sight, or the ability to keep itself functioning by converting chemicals into energy, or even the ability to make copies of itself? We simply do not have the know-how to achieve these marvels. But this is what nature has achieved in a creature as simple as a fly (Corne und Bentley, 2001b, S. 3).
Am 22. März 2006 starteten drei Mikrosatelliten ins Weltall um das Magnetfeld der Erde zu kartieren. An Bord dieser Satelliten befand sich eine Besonderheit: Die Antenne mit deren Hilfe Daten zur Erde gesendet wurden. Sie ist kaum drei Zentimeter groß, und sieht aus als hätte man einem gelangweilten Kind ein Stück Draht in die Hand gegeben (Abbildung 1.2). Diese Antenne ist nicht von einem Menschen konzipiert worden, sondern von einem Programm, das mit Hilfe eines evolutionären Verfahrens Millionen von Entwürfen entwickelte und schließlich einen als optimal auswählte (Bluck, 2004).
über ein halbes Jahrhundert nachdem sich Informatiker zum ersten Mal damit beschäftigten, die natürliche Evolution als Vorbild für Problemlösungsverfahren heranzuziehen (Bremermann, 1958), flog damit zum ersten Mal ein mit künstlicher Evolution entwickeltes Objekt in den Weltraum (Bluck, 2006).
Die Antenne der ST5-Satelliten ist ein Beispiel für die praktische Anwendung einer Gruppe von Optimierungsverfahren, die als Evolutionäre Algorithmen bezeichnet werden. Evolutionäre Algorithmen bilden das Prinzip der natürlichen Evolution nach; sie benutzen Mutation, Rekombination und Selektion um aus einer Anfangsmenge zufälliger Lösungen die besten auszuwählen, deren Merkmale zu kombinieren und weiterzuentwickeln. Evolutionäre Algorithmen finden in zahlreichen Gebieten Anwendung, beispielsweise in den Ingenieurwissenschaften und in der Medizin.
Ein weniger bekanntes, aber nicht weniger spannendes Einsatzgebiet für evolutionäre Algorithmen liegt in der sogenannten generativen Kunst. Generative Kunst ist Kunst, die als Ergebnis eines autonomen Prozesses, beispielsweise eines Programms, entsteht. Evolutionäre Kunst ist dementsprechend Kunst, die als Ergebnis eines evolutionären Prozesses entsteht. Ein Beispiel für evolutionär entwickelte Kunst ist Al Biles' GenJam, ein genetischer Algorithmus der Jazz-Soli erzeugt (Biles, 1994).[...]