これらの画像を見ると何が見えますか？ 微細な細胞、骨の断面、血管—これらの生物学的構造はすべて思い浮かびます。 これらの推測はすべて間違っています。
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一見、オーストラリアのジェネレーティブアーティスト、ジョナサンマッケイブの作品は、効果のためにサイケデリックな化学物質で染色された生物学的標本のように見えるかもしれませんが、生物学ではありません。 彼は、細胞がランダムにパターンに成長し、カオスの中で秩序を形成するというあまり知られていない生物学的理論に基づいて、コンピューターアルゴリズムを使用してこれらの画像をすべて作成しました。
しかし、理論生物学を掘り下げる前に、生成芸術とは正確には何ですか？
生成的なアートワークは、初期入力を処理および変換する何らかの外部システム（通常はコンピュータープログラムまたはアルゴリズムですが、化学反応も機能します）の助けを借りて作成されます。 これらの入力は、視覚的、統計的、または音楽的です。繊細なカビの輪を作成したり、都市の3Dモデルの構築に使用される人工DNAコードを作成したりすることもできます。 また、1つのシステムでさまざまな最終製品を生産できます。
アーティストの完全なコントロールから芸術の創造の一部をとることは、驚きの要素をもたらします。 「ジェネレーティブアートは中毒性があります。プロセスに十分な手を加えれば、何か良いものが生まれるという約束があります」とMcCabe氏は言います。 アーティストは、美学、精神的、芸術的など、それらを満足させる最終製品を得るためのアルゴリズムを使用して、出力といじくりに集中します。
2009年以来、McCabeはコンピューター科学者で数学者のAlan Turingによって提案された生物学的理論に基づいたアルゴリズムをいじり続けています。 人工知能に関する研究とドイツのエニグマコーディングマシンのクラッキングでよく知られていますが、チューリングは自然界を支配するパターンにも関心がありました。 1952年に、彼は「形態形成の化学的基礎」という題名の論文を発表しました。数十億の細胞。
チューリングは、そのような自然なパターンがどのように機能するかの基本モデルを思い付きました。 セルは化学物質を生成し、それらの化学物質は反応して隣接するセルの環境に拡散します。 反応を活性化する化合物と、それをシャットダウンする「阻害剤」があります。各セル内の「活性化剤」化学物質の濃度に応じて、反応が組織全体に拡散する際に斑点や縞ができることがあります。面積が大きいほど、パターンは複雑になります。 チューリングは、セルの小さな球で6つのパターンがどのように形成されるかを予測する数式を考案しました。
このような基本的なプロセスが、動物の皮膚や鱗屑の色素パターンをどのように支え、斑点や縞模様の不協和音を作成するのかは簡単にわかります。 研究者は、貝殻、魚の目、粘菌のチューリングパターンをモデル化し、チューリングの理論がヒョウの斑点の進化を年齢とともに説明することさえ示しています。
チューリングの方程式を3次元パターンに拡張するものもあります。たとえば、歯の間隔や手足の発達に見られるものです。 2011年、チームはマウスの口のうねがチューリングの理論に従って形成されたという実験的証拠を提供しました。 （ブランダイス大学の化学者も3月にチューリングの公式を使用して試験管に3D構造を作成する研究を発表しました。）
マッケイブは、芸術を作成するためのアルゴリズムの考案に日々費やしているため、チューリングの仕事を知っていました。 彼が生成するアートワークに特徴的なスポットとチューリングパターンの縞模様が現れるのを見始めたとき、彼はコードをいじることに決めました。 「チューリングパターンが誤って表示されていたと思います」とMcCabe氏は言います。 それで、当然、彼は意図的にそれらを作ろうとしました。
チューリングの作品は、ジェネレーティブアートの自然なツールです。 化学システムを模倣するために、マッケイブは同じ原理に基づいたプログラムを考案し、細胞の代わりにピクセルを使用して画像を作成しました。 プログラムは、各ピクセルにランダムに番号を割り当て、色を生成します。 1つのセルの化学反応がその隣のセルに影響を与えるように、各ピクセルの数は周囲のピクセルに基づいて変化します。 「動物の写真、特にトカゲや魚の写真を見たことがあります。それらは体に非常に美しい模様があったので、それがインスピレーションとなりました」と彼は説明します。
McCabeの最初のイメージング実験は非常に基本的なものでした。黒と白のドットと迷路のようなパターンです。 最終的に、2つまたは3つ以上のチューリングプロセスを重ねることで、より複雑なパターンを作成できます。小さなドットまたは渦巻きで構成される大きなストライプと虹色が大きな画像を形成します。 これらはマルチスケールチューリングパターンと呼ばれ、マッケイブは大規模にそれらを作成するために卒業しています。 これらの大きな画像の1つにズームインすることは、生細胞のネットワークを覗き込むようなものです。
ジェネレーティブアートの美しさは、何が得られるのか正確にわからないことです。 最終製品について好きなものと嫌いなものに応じて、アルゴリズムを微調整するか、異なるアルゴリズムの一部を組み合わせます。 「時々、プログラムで「レシピ」の一部をランダムに組み合わせた遺伝的アルゴリズムを使用します。これにより、優れた出力が得られ、一種の選択的育種が行われます」とMcCabe氏は言います。
画像の多くは、虹色の魚やトカゲの鱗、動物の皮、血管、または染色された組織サンプルのように見えます。 マッケイブは、それらを、流動する流体の物理を模倣するアルゴリズムと組み合わせて、海のような風景を作成しました。
しかし、彼は特定の自然な形を念頭に置いて画像を作成したり、作品にタイトルを付けたりすることはありません。 それは彼らを解釈に開放したままにします。 植物の細胞やカメの殻が見えますか？ 最終的に、McCabeは、あなたが見るものはあなた次第だと考えています。
