介紹
計(jì)算機(jī)程序可以編寫自己的程序嗎媒吗？ 在上一篇文章中刘急，使用人工智能創(chuàng)建了一個(gè)程序來(lái)回答這個(gè)問題淹仑，該程序可以編寫自己的程序來(lái)輸出“ Hello World”和其他簡(jiǎn)單字符串薪鹦。 AI計(jì)算機(jī)程序使用遺傳算法來(lái)編寫子程序，該程序使用Brainfuck編程語(yǔ)言（一種由8條指令組成的圖靈完整編程語(yǔ)言）編寫正卧。
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“dlroW olleH” (“Hello World” backwards)
上面的程序代碼是由一個(gè)人工智能程序創(chuàng)建的蠢熄，旨在編寫具有自我修改和自我完善代碼的程序。程序在60秒內(nèi)創(chuàng)建了上述結(jié)果炉旷。上面的程序接受用戶輸入并打印反轉(zhuǎn)的文本签孔。
人工智能變得聰明，還是恰巧幸運(yùn)窘行？
有了輸出簡(jiǎn)單字符串的初始實(shí)驗(yàn)的成功饥追，我很好奇將AI程序的范圍推向生成更復(fù)雜的程序的方向。我認(rèn)為罐盔，也許讓AI編寫一個(gè)程序來(lái)輸出“ Hello World”太容易了但绕。也許只是運(yùn)氣？畢竟惶看，找出增量捏顺，減量和打印命令的組合以輸出字符串并不需要太多邏輯。真的沒有做任何有趣的事情纬黎。還是幅骄？
由于Brainfuck是一種經(jīng)過驗(yàn)證的圖靈完備語(yǔ)言，從理論上講能夠解決宇宙中的任何計(jì)算問題（這給我們的AI帶來(lái)了很大的潛力）本今，因此AI肯定會(huì)生成更多有趣的程序昌执，這些程序?qū)嶋H上可以執(zhí)行有用的任務(wù)。
自編程人工智能和可能性的個(gè)人觀點(diǎn)
當(dāng)我看到文件的原始字節(jié)顯示時(shí)诈泼，例如從可執(zhí)行文件的十六進(jìn)制編輯視圖中懂拾，我看到了軟件。我可以將0和1的任意組合可視化為同一軟件铐达。如果計(jì)算機(jī)程序以空白字節(jié)數(shù)組開始岖赋，并且運(yùn)行得足夠快且足夠長(zhǎng)，則理論上它可以重新創(chuàng)建相同的軟件瓮孙。從數(shù)學(xué)上講唐断，計(jì)算機(jī)可能會(huì)在第一次嘗試時(shí)僅選擇一個(gè)隨機(jī)字節(jié)序列，然后偶然發(fā)現(xiàn)可執(zhí)行文件簽名（例如Starcraft II）杭抠，這在數(shù)學(xué)上是可能的脸甘。
好吧，也許這似乎太多了偏灿，甚至無(wú)法考慮丹诀。但是，最低限度的“ Hello World”可執(zhí)行文件怎么樣？有效的可執(zhí)行文件只有142個(gè)字節(jié)铆遭，因此計(jì)算機(jī)程序偶然發(fā)現(xiàn)此簽名并重新創(chuàng)建相同的可執(zhí)行文件顯然是合理的硝桩。如果摩爾定律成立，并且計(jì)算機(jī)的價(jià)格成倍增長(zhǎng)枚荣，并且價(jià)格大大降低碗脊，那么這將極大地減少明顯的無(wú)限時(shí)標(biāo)，從而從進(jìn)化搜索算法中獲得此類結(jié)果橄妆。
Windows 8衙伶，Apple iOS，Street Fighter 2甚至DOS都是一系列的0和1害碾。如果人工智能程序能夠通過字節(jié)的隨機(jī)性引導(dǎo)自己矢劲，則可以通過搜索二進(jìn)制文件以找到正確的模式來(lái)重新創(chuàng)建每個(gè)計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算機(jī)也有可能發(fā)現(xiàn)新的軟件蛮原，并在此過程中創(chuàng)建前所未有的新軟件卧须。
二進(jìn)制大爆炸
1和0的二進(jìn)制位就像組成宇宙中每個(gè)物理對(duì)象的原子一樣。如果可以操縱和排列原子儒陨，則從理論上講可以重新創(chuàng)建任何物理對(duì)象花嘶。我想到了《星際迷航》的復(fù)制者。當(dāng)然蹦漠，那只是科幻小說(shuō)椭员，對(duì)不對(duì)？但是笛园，排列零和一肯定在我們的能力范圍內(nèi)隘击。通過操縱和排列位，理論上我們可以創(chuàng)建任何類型的軟件-甚至還不存在研铆。而且與安排原子來(lái)制造金等過程不同埋同，該過程甚至不需要核反應(yīng)。
如果給出了足夠獨(dú)特的啟發(fā)棵红，甚至有可能描述強(qiáng)大的AI凶赁。盡管技術(shù)尚未能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，但從理論上講逆甜，人工智能程序有可能搜索二進(jìn)制的巨大空間以找到解決方案-甚至有可能虱肄。但是，讓我們從小步驟開始交煞。
下一代人工智能
由于第一個(gè)AI程序成功編寫了自己的“ Hello World”程序咏窿，因此下一個(gè)邏輯步驟是讓AI編寫一個(gè)接受用戶輸入的程序。一個(gè)簡(jiǎn)單的示例是編寫一個(gè)程序素征，要求用戶提供其姓名集嵌，然后打印“ Hello Kory”萝挤。出于這個(gè)最初的目標(biāo)，我修改了AI程序的適應(yīng)性功能纸淮，以支持用戶輸入平斩。
AI引擎進(jìn)行了重大改進(jìn)亚享，以提高代碼生成速度咽块。特別是，用StringBuilder類替換字符串連接的簡(jiǎn)單更改大大增加了生成時(shí)間欺税。它特別改進(jìn)了對(duì)編碼和解碼Brainfuck指令的調(diào)用侈沪，從其數(shù)字表示形式的雙精度（0.0 .. 1.0）到相應(yīng)的字符表示形式。最初是通過簡(jiǎn)單地將下一個(gè)編程指令字符連接到程序字符串來(lái)完成的晚凿。但是亭罪，由于該方法在典型運(yùn)行過程中被調(diào)用數(shù)十萬(wàn)次，因此將其更改為使用StringBuilder可以帶來(lái)明顯的改進(jìn)歼秽。
另一個(gè)速度改進(jìn)是通過允許人工智能優(yōu)化其生成的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的应役。它通過為執(zhí)行次數(shù)最少（也稱為滴答）的程序提供適合度獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)實(shí)現(xiàn)此目的。
// Bonus for less operations to optimize the code.
countBonus += ((_maxIterationCount - _bf.m_Ticks) / 100.0);
自編譯為.exe
AI程序也已更新燥筷，包括將生成的子代碼編譯為物理可執(zhí)行文件（.exe）的功能箩祥。以這種方式，開發(fā)人員可以創(chuàng)建自己的規(guī)則集肆氓，以指示AI編寫程序袍祖。一旦AI成功，將保存一個(gè).exe文件谢揪，其中包含已編譯的Brainfuck程序蕉陋。
除了在AI編寫完程序后自動(dòng)生成可執(zhí)行文件之外，擁有自動(dòng)內(nèi)置編譯器的另一個(gè)好處是拨扶，我們可以包括對(duì)Brainfuck編程語(yǔ)言的擴(kuò)展凳鬓。我們可以添加新的說(shuō)明并提供其操作。生成可執(zhí)行文件時(shí)患民，我們的編譯器可以包含此支持缩举。內(nèi)置的編譯器實(shí)際上很容易通過使用CSharpCodeProvider來(lái)實(shí)現(xiàn)，它使您可以傳遞字符串源代碼（其中嵌入了Brainfuck代碼）并生成一個(gè).exe文件酒奶。
傳統(tǒng)的 Brainf-ck
對(duì)于本文中的大部分實(shí)驗(yàn)蚁孔，都使用了傳統(tǒng)的Brainfuck編程指令集。這樣可以更輕松地證明AI創(chuàng)建的程序惋嚎。但是杠氢，隨著程序變得越來(lái)越復(fù)雜，通過擴(kuò)展帶有擴(kuò)展功能的指令集（包括Brainfuck Extended Type 3）來(lái)提高速度另伍，我們將在結(jié)果的最后進(jìn)行介紹鼻百。
來(lái)看看適合度f(wàn)itness
人工智能使用的大多數(shù)適應(yīng)度方法都依賴于一個(gè)簡(jiǎn)單的檢查來(lái)判斷程序的質(zhì)量绞旅，盡管它們包括相當(dāng)多的其他代碼，用于運(yùn)行brainfuck解釋器温艇、發(fā)送輸入因悲、收集輸出以進(jìn)行評(píng)分等。我定義了新實(shí)驗(yàn)中使用的適應(yīng)度函數(shù)如下：
Hello Name
for (int j = 0; j < targetStringName.Length; j++)
{
if (_console.Length > j)
{
Fitness += 256 - Math.Abs(_console[j] - targetStringName[j]);
}
}
這與最基礎(chǔ)的helloworld的適應(yīng)功能(fitness function)非常相似勺爱。我們只需對(duì)照輸出檢查完整的字符串晃琳。這種適應(yīng)度方法的關(guān)鍵在于接受用戶輸入，并在程序在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)間要求輸入時(shí)提供懲罰琐鲁。
Reverse String 反轉(zhuǎn)字符串
for (int j = 0; j < name.Length; j++)
{
if (_console.Length > j)
{
Fitness += 256 - Math.Abs(_console[j] - name[name.Length - j - 1]);
}
}
對(duì)于反轉(zhuǎn)字符串卫旱，我們遵循與helloworld適應(yīng)度(fitness)方法相同的模式，除了檢查目標(biāo)字符串的反轉(zhuǎn)之外围段。請(qǐng)注意顾翼，在上面的代碼中，我們將從索引0開始的每個(gè)輸出字符與從索引長(zhǎng)度-1開始的目標(biāo)字符串進(jìn)行比較奈泪，并向后處理适贸。
加減法
// Adding
if (Int32.TryParse(_console.ToString(), out value))
{
Fitness += 256 - Math.Abs(value - (input1 + input2));
}
// Subtracting
if (Int32.TryParse(_console.ToString(), out value))
{
Fitness += 256 - Math.Abs(value - (input1 - input2));
}
數(shù)學(xué)運(yùn)算使用相當(dāng)簡(jiǎn)單的適應(yīng)度檢查將輸出與目標(biāo)結(jié)果進(jìn)行比較。我們還將輸出轉(zhuǎn)換為整數(shù)（如果可能的話）涝桅，整數(shù)本身就是適應(yīng)度得分的一部分拜姿。有趣的是，我沒有成功地將同樣的適應(yīng)度應(yīng)用于乘法苹支。
If-Then條件
現(xiàn)在我們來(lái)看看更有趣更復(fù)雜的程序砾隅。下面的程序真的開始推動(dòng)人工智能生成復(fù)雜的編程邏輯，包括執(zhí)行if/then決策和操作的能力债蜜。如果人工智能能夠成功地制定出這種邏輯晴埂，那么就有可能開發(fā)出大量人工智能自動(dòng)生成的軟件。
你將要看到的程序不是我寫的
請(qǐng)記住寻定，當(dāng)您瀏覽下面的結(jié)果時(shí)儒洛，這些程序都不是我寫的。人工智能做到了狼速。事實(shí)上琅锻，我甚至不知道如何用brainfuck編程（誰(shuí)會(huì)呢？）向胡。我對(duì)指令集很熟悉恼蓬，但是如果你讓我用它來(lái)寫程序，我可能一點(diǎn)也做不到僵芹。有了免責(zé)聲明处硬，讓我們看看結(jié)果。
結(jié)果拇派？
Hello Name
人工智能在大約30分鐘內(nèi)成功地編寫了一個(gè)程序荷辕，在42800代之后輸出“Hello[NAME]”凿跳。它產(chǎn)生了以下代碼：
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如果我們?nèi)サ舳嘤嗟牟糠郑玫降拇a是：
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運(yùn)行時(shí)疮方，上面的代碼會(huì)提示用戶輸入控嗜。用戶可以輸入一個(gè)字符，程序會(huì)反復(fù)提示用戶輸入更多字符骡显，直到輸入0為止疆栏。程序打印“Hello”，后跟輸入的文本蟆盐。人工智能能夠編程一個(gè)循環(huán)來(lái)接受用戶的輸入承边，這是一個(gè)驚喜遭殉。
有趣的是石挂，大多數(shù)人類程序員可能會(huì)編寫這樣的程序，首先詢問用戶的姓名险污，然后打印全文痹愚。相反，AI首先打印單詞“Hello”蛔糯，然后請(qǐng)求輸入拯腮，然后打印剩余的文本。這樣做實(shí)際上是有意義的蚁飒，而且事實(shí)上动壤，這為最終用戶提供了更具響應(yīng)性的體驗(yàn)（立即顯示輸出，而不是排隊(duì)）淮逻。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
反轉(zhuǎn)字符串
人工智能在大約60秒內(nèi)成功地編寫了一個(gè)程序琼懊，在2600代之后反轉(zhuǎn)一個(gè)字符串。它產(chǎn)生了以下代碼：
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如果我們?nèi)サ舳嘤嗟牟糠峙涝纾玫降拇a是：
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運(yùn)行時(shí)哼丈，上面的代碼會(huì)提示用戶輸入。用戶可以輸入一個(gè)字符筛严，程序會(huì)反復(fù)提示用戶輸入更多字符醉旦，直到輸入0為止。與Hello Name程序立即顯示output不同桨啃，這個(gè)程序首先將所有用戶輸入讀入內(nèi)存车胡，然后輸出反向字符串。仔細(xì)想想照瘾，程序必須首先讀取所有輸入匈棘，因?yàn)檩斎氲淖詈笠粋€(gè)字符必須是第一個(gè)字符輸出。人工智能自己解決了這個(gè)問題网杆。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
加法
人工智能在大約45分鐘內(nèi)成功地編寫了一個(gè)程序羹饰，在92400代之后將兩個(gè)數(shù)字相加伊滋。它產(chǎn)生了以下代碼：
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如果我們?nèi)サ舳嘤嗟牟糠郑玫降拇a是：
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運(yùn)行時(shí)队秩，上面的代碼提示用戶輸入兩個(gè)輸入笑旺。輸入應(yīng)為數(shù)字格式（字節(jié)），而不是字符格式（ASCII）馍资。如果在基于web的brainfuck解釋器上運(yùn)行此命令筒主，則應(yīng)使用數(shù)字7的格式#7提供輸入，否則鸟蟹，如果僅鍵入7乌妙，則大多數(shù)基于web的解釋器將假定您的意思是字節(jié)值55，這是字符“7”的ASCII值建钥。
程序成功地將0到255之間的任意兩個(gè)數(shù)字相加藤韵，這是一個(gè)字節(jié)的最大大小，并包裝任何超過限制的值熊经。例如泽艘，30+50=80，210+20=230镐依，255+2=1匹涮。
記住，人工智能程序不知道如何做加法槐壳。事實(shí)上然低，它對(duì)數(shù)學(xué)的概念一無(wú)所知。通過進(jìn)化基于適應(yīng)度函數(shù)的子程序务唐，人工智能能夠成功地得到兩個(gè)數(shù)字相加的解決方案雳攘。當(dāng)我看到這個(gè)結(jié)果時(shí)，我印象非常深刻绍哎。從簡(jiǎn)單地將字符串輸出到控制臺(tái)来农，這是一個(gè)很大的飛躍。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
減法
人工智能在大約1小時(shí)內(nèi)成功地編寫了一個(gè)程序崇堰，在177900代之后減去兩個(gè)數(shù)字沃于。它產(chǎn)生了以下代碼：
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如果我們?nèi)サ舳嘤嗟牟糠郑玫降拇a是：
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運(yùn)行時(shí)海诲，上面的代碼提示用戶輸入兩個(gè)輸入繁莹。與生成的加法程序一樣，輸入應(yīng)該是數(shù)字格式（字節(jié)）特幔，而不是字符格式（ASCII）咨演。程序成功地從第一個(gè)數(shù)字中減去第二個(gè)數(shù)字并輸出結(jié)果。注意蚯斯，輸出是一個(gè)字節(jié)值薄风，因此大多數(shù)基于web的解釋器上顯示的字符將顯示為與數(shù)字不同的ASCII字符饵较。例如，如果兩個(gè)數(shù)字相減的結(jié)果是90遭赂，則基于web的解釋器可能會(huì)打印出“Z”（值90的ASCII表示形式）循诉。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
注意，第一個(gè)生成的程序成功地減去了兩位數(shù)撇他，但結(jié)果中包含了多余的零茄猫。雖然這在數(shù)學(xué)上仍然是正確的（0000008=8），也是人工智能選擇它作為解決方案的原因困肩，但我們可以做得更好划纽。下面的第二個(gè)結(jié)果顯示了AI程序再次運(yùn)行后的結(jié)果。
If-Then條件
現(xiàn)在我們來(lái)看看更有趣更復(fù)雜的程序锌畸。下面的程序真的開始推動(dòng)人工智能生成復(fù)雜的編程邏輯勇劣，包括執(zhí)行if/then決策和操作的能力。如果人工智能能夠成功地制定出這種邏輯蹋绽，那么就有可能開發(fā)出大量人工智能自動(dòng)生成的軟件芭毙。
Fitness 功能逐漸增強(qiáng)
不幸的是，隨著目標(biāo)程序復(fù)雜性的增加卸耘，適應(yīng)度函數(shù)也會(huì)隨之增加。畢竟粘咖，適應(yīng)度函數(shù)需要指導(dǎo)人工智能確定一個(gè)特定的子程序適合目標(biāo)解決方案的程度蚣抗。對(duì)于條件句，我最初使用用于先前程序的基本適應(yīng)度函數(shù)是不成功的瓮下。需要進(jìn)行額外的調(diào)整翰铡。
在fitness函數(shù)中添加了一個(gè)檢查，以查看解釋器的內(nèi)存寄存器（即讽坏，通過移位操作的當(dāng)前數(shù)據(jù)指針）锭魔。我們計(jì)算程序使用的不同內(nèi)存寄存器的數(shù)量，并給適合度一個(gè)額外的獎(jiǎng)勵(lì)路呜，支持更多的內(nèi)存寄存器而不是更少的內(nèi)存寄存器迷捧。這似乎有助于激發(fā)多樣性。
我們還記錄用于每個(gè)打印命令的指令指針胀葱。重復(fù)使用同一打印命令將受到懲罰漠秋。這似乎也有助于培養(yǎng)多樣性和實(shí)現(xiàn)成功的if/then結(jié)果。窺視解釋器的內(nèi)存寄存器和指令指針是否公平有待討論抵屿，但是對(duì)于本文中的測(cè)試用例庆锦，他們添加了所需的多樣性以獲得結(jié)果。
Hi Z Bye
人工智能成功地編寫了一個(gè)程序轧葛，要求用戶輸入（1-3）搂抒，并根據(jù)輸入的值輸出文本艇搀，類似于從菜單中選擇一個(gè)選項(xiàng)。例如求晶，輸入1打印文本“hi”中符，輸入2打印文本“z”，輸入3打印文本“bye”誉帅。人工智能在大約2小時(shí)內(nèi)成功地編寫了446200代程序淀散。它產(chǎn)生了以下代碼：
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這是一個(gè)非常有趣的結(jié)果。這也是人工智能編寫的最長(zhǎng)的程序蚜锨，包含650條指令（盡管并非所有指令都需要）档插。在上面的代碼中，AI已經(jīng)成功地編寫了一個(gè)程序亚再，根據(jù)給定的問題執(zhí)行if/then條件決策郭膛。然后，它繼續(xù)執(zhí)行三個(gè)獨(dú)立動(dòng)作之一氛悬，這取決于該決策则剃。所有這些都在上面自動(dòng)生成的源代碼中進(jìn)行編碼。這真的是一個(gè)巨大的進(jìn)步如捅，從人工智能的卑微的開端棍现。
如果您在基于web的解釋器上嘗試上述程序，則輸入應(yīng)以字節(jié)值（而非ASCII）的形式輸入镜遣，因此菜單選項(xiàng)1應(yīng)以#1的形式輸入己肮，菜單選項(xiàng)3應(yīng)以#3的形式輸入，依此類推悲关』哑В或者您可以下載并運(yùn)行生成的可執(zhí)行文件，該文件將自動(dòng)以數(shù)字格式接收您的輸入寓辱。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
輸出Cats Are Evil
人工智能現(xiàn)在將把更長(zhǎng)的字符串與條件邏輯結(jié)合起來(lái)艘绍。為了在合理的時(shí)間內(nèi)獲得結(jié)果，我們將使用brainfuck編程語(yǔ)言的略微擴(kuò)展版本brainfuck extended Type III秫筏。這個(gè)版本包括幾個(gè)新的指令诱鞠，特別是0-F，它通過允許AI快速到達(dá)所需的ASCII值范圍跳昼，顯著加快AI的速度般甲。雖然大多數(shù)基于web的brainfuck解釋器不實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展類型3，但是我們的內(nèi)置編譯器實(shí)現(xiàn)了鹅颊。所以生成的可執(zhí)行文件仍然可以正確運(yùn)行敷存，使用的是人工智能編寫的源代碼。
人工智能成功地編寫了一個(gè)程序，要求用戶輸入（1-3）锚烦，并根據(jù)輸入的值輸出文本“cats”觅闽、“are”、“evil”涮俄。人工智能在大約3個(gè)小時(shí)的時(shí)間里成功地編寫了814400代程序蛉拙。它產(chǎn)生了以下代碼：
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首先，注意AI可以使用的新指令彻亲。字符0到F通過將給定內(nèi)存寄存器的值設(shè)置為相應(yīng)的值來(lái)加速ASCII范圍值的生成孕锄。這些指令是brainfuck擴(kuò)展類型3的一部分。一旦添加到可用指令池中苞尝，AI立即看到了使用這些指令的價(jià)值畸肆，并將它們散布到整個(gè)代碼中。結(jié)果是人工智能程序生成速度大大加快宙址，速度提高了30%以上轴脐。
還要注意，生成的代碼要短得多抡砂。實(shí)際上大咱，它是壓縮的。這與zip和rar等壓縮算法的工作原理類似注益。他們把重復(fù)的字符替換成更小的字符碴巾。解壓后，他們將單個(gè)字符擴(kuò)展為重復(fù)字符聊浅，恢復(fù)原始字符桶蛔。人工智能也在執(zhí)行同樣的想法衷模，用單個(gè)字符7（實(shí)際上對(duì)應(yīng)于112個(gè)“+”指令）替換一系列重復(fù)的+或-指令。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
首先避消，注意AI可以使用的新指令碳锈。字符0到F通過將給定內(nèi)存寄存器的值設(shè)置為相應(yīng)的值來(lái)加速ASCII范圍值的生成顽冶。這些指令是brainfuck擴(kuò)展類型3的一部分。一旦添加到可用指令池中售碳，AI立即看到了使用這些指令的價(jià)值强重，并將它們散布到整個(gè)代碼中。結(jié)果是人工智能程序生成速度大大加快贸人，速度提高了30%以上间景。
還要注意，生成的代碼要短得多艺智。實(shí)際上倘要，它是壓縮的。這與zip和rar等壓縮算法的工作原理類似十拣。他們把重復(fù)的字符替換成更小的字符封拧。解壓后志鹃，他們將單個(gè)字符擴(kuò)展為重復(fù)字符，恢復(fù)原始字符泽西。人工智能也在執(zhí)行同樣的想法曹铃，用單個(gè)字符7（實(shí)際上對(duì)應(yīng)于112個(gè)“+”指令）替換一系列重復(fù)的+或-指令。
以下屏幕截圖顯示程序正在運(yùn)行：
換到Brainfuck擴(kuò)展型III
正如上面的“貓是邪惡的”程序所示捧杉，brainfuck的一個(gè)擴(kuò)展版本被用來(lái)讓AI在更短的時(shí)間內(nèi)成功地編寫一個(gè)程序陕见。AI程序?qū)嶋H上包含選擇brainfuck應(yīng)該使用哪個(gè)版本的選項(xiàng)，只需更改配置文件中的一個(gè)值味抖。
“貓是邪惡的”程序當(dāng)然可以用經(jīng)典的brainfuck生成评甜，但它需要比三個(gè)小時(shí)長(zhǎng)得多。雖然讓人工智能使用擴(kuò)展編程語(yǔ)言的明顯好處是速度提升和代碼壓縮非竿，但缺點(diǎn)是我們不能再在基于web的解釋器中測(cè)試結(jié)果蜕着。然而，如果我們希望AI編寫的程序包含更多有趣的功能红柱，比如文件I/O和網(wǎng)絡(luò)功能承匣，那么我們就不得不留下經(jīng)典的brainfuck。因此锤悄，我們不可避免地要從經(jīng)典版本遷移到更增強(qiáng)的版本韧骗，甚至可能更進(jìn)一步。事實(shí)上零聚，人工智能項(xiàng)目的內(nèi)置編譯器已經(jīng)將其修改后的版本稱為“BrainPlus”袍暴，以防萬(wàn)一。
威脅隶症，危險(xiǎn)和潛在危害
提供給AI的編程指令集就像一個(gè)由8個(gè)樂高玩具組成的玩具箱政模。僅用這8個(gè)樂高積木，您就可以建造各種房屋蚂会，城堡淋样，地牢和道路。但是胁住，最終趁猴，您將需要做更多的事情。同樣彪见，當(dāng)我們希望通過代碼壓縮來(lái)提高速度時(shí)儡司，我們給了AI一些額外的積木（編程指令）。同樣余指，如果我們希望AI編寫程序來(lái)訪問計(jì)算機(jī)的文件系統(tǒng)或通過Internet進(jìn)行通信捕犬，那么我們將需要新的說(shuō)明。提供這些指令相對(duì)簡(jiǎn)單。如何執(zhí)行新指令（即從網(wǎng)絡(luò)讀取字節(jié)或听，將字節(jié)存儲(chǔ)在文件流中等）取決于我們自己的解釋器和編譯器探孝。但是，讓我們考慮一下這種潛力可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)副作用誉裆。
選擇Brainfuck作為我們AI的首選編程語(yǔ)言的原因之一是簡(jiǎn)單的指令集顿颅。這些說(shuō)明是對(duì)受控內(nèi)存的簡(jiǎn)單操作，不包含對(duì)主機(jī)文件系統(tǒng)或內(nèi)存的更改足丢，這也非常有幫助粱腻。在實(shí)驗(yàn)的早期，我嘗試使用BASIC斩跌，C和C ++生成程序绍些，并很快發(fā)現(xiàn)了損壞計(jì)算機(jī)的可能性。實(shí)際上耀鸦，大多數(shù)程序在執(zhí)行后立即失敗柬批。最壞的情況只是重啟了我的機(jī)器。
但是袖订，如果其中一個(gè)程序生成的代碼類似于硬盤驅(qū)動(dòng)器格式的命令簽名氮帐，該怎么辦？還是BIOS覆蓋命令洛姑？或者上沐，AI會(huì)生成一個(gè)無(wú)限循環(huán)的程序，以訪問網(wǎng)絡(luò)楞艾。
在將指令集添加到具有訪問主機(jī)系統(tǒng)或遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)功能的指令集時(shí)参咙，請(qǐng)記住這些潛在的有害副作用，這一點(diǎn)很重要硫眯。理想情況下蕴侧，應(yīng)在受控的模擬環(huán)境中運(yùn)行AI程序的生成，直到生成具有所需結(jié)果的成功程序?yàn)橹沽饺搿戈盈？梢耘c本地Web服務(wù)器甚至模擬服務(wù)器結(jié)合創(chuàng)建沙箱執(zhí)行環(huán)境。畢竟谆刨，字節(jié)不需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理交換，以使AI生成具有網(wǎng)絡(luò)通信的程序归斤。這些指令可以簡(jiǎn)單地解釋為判斷正確性痊夭，并允許AI相應(yīng)地發(fā)展。
也有一些失敗
雖然AI的上述成果固然令人印象深刻脏里，但并非全部成功她我。也有一些失敗，主要是由于AI用遺傳算法達(dá)到了局部最大值。這些方法包括：乘法番舆，斐波那契數(shù)列和數(shù)字猜謎游戲的適用方法酝碳。
例如，對(duì)于數(shù)字猜謎游戲程序恨狈，目標(biāo)是讓AI生成一個(gè)可以從1-10之間選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)的程序疏哗。然后它將要求用戶進(jìn)行猜測(cè)，并以更高或更低或獲勝的答案進(jìn)行響應(yīng)禾怠。理想情況下返奉，它還會(huì)計(jì)算用戶嘗試猜測(cè)正確次數(shù)的嘗試次數(shù)。在我最初的實(shí)驗(yàn)中吗氏，人工智能可以做的最好的事情就是匹配訓(xùn)練集中的猜測(cè)序列芽偏，并生成一個(gè)程序，簡(jiǎn)單地執(zhí)行較高弦讽，較低污尉，較低，獲勝等順序往产，以達(dá)到“所需”的結(jié)果被碗。如果輸入偏離了預(yù)期的順序，程序?qū)⒗^續(xù)打印相同的短語(yǔ)序列捂齐。也許蛮放，這是適應(yīng)性功能的缺陷，而不是AI本身奠宜。需要更多的實(shí)驗(yàn)包颁。
隨意下載源代碼并嘗試一下。
建設(shè)性的批評(píng)
最初的文章描述了AI編寫“ Hello World”程序的結(jié)果压真，在編程社區(qū)中引起了相當(dāng)多的對(duì)話娩嚼，尤其是在reddit上。盡管許多人對(duì)人工智能能夠通過遺傳算法編寫自己的計(jì)算機(jī)程序的想法著迷滴肿，但其他人對(duì)此想法卻持批評(píng)態(tài)度岳悟。這種類型的實(shí)現(xiàn)是否真的有用，還有待觀察泼差。但是贵少，它仍然令人興奮，因此堆缘，我在下面介紹了一些評(píng)論滔灶。
有人認(rèn)為由AI開發(fā)的“ Hello World”程序過于瑣碎。畢竟吼肥，其他人已經(jīng)寫過遺傳算法录平，以前使用隨機(jī)ASCII字符創(chuàng)建字符串麻车。此外，在其之上添加編程語(yǔ)言僅是一層斗这，實(shí)際上只是一種干擾动猬。他們指出，由于其位之一的單個(gè)突變會(huì)拋出整個(gè)程序表箭，從而使結(jié)果無(wú)用赁咙，因此，buckfuck本身特別不適合以這種方式生成AI燃逻。他們聲稱序目，使用Brainfuck作為目標(biāo)編程語(yǔ)言可能只是一個(gè)絕招。
對(duì)此伯襟，我希望以上更復(fù)雜的程序（您好猿涨，加，減姆怪，反向字符串叛赚，if / then等）的結(jié)果有助于消除這種疑慮。
另一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是稽揭，人工智能使用了數(shù)萬(wàn)代的解決方案俺附，這一事實(shí)證明了它的局限性。他們提到如果AI需要兩個(gè)小時(shí)才能產(chǎn)生如果要在屏幕上顯示“ hello world”溪掀，將花費(fèi)不可接受的時(shí)間（也許超出了我們整個(gè)宇宙的壽命）來(lái)生成一頁(yè)甚至一段文字事镣。
確實(shí)如此，在AI程序的原始版本中肯定如此揪胃。但是璃哟，請(qǐng)注意，在此最新版本中喊递，已添加了一些修改以大大提高速度随闪。首先，對(duì)適應(yīng)性方法進(jìn)行了更改骚勘，以優(yōu)先于較短的程序而不是較長(zhǎng)的程序铐伴。這消除了多余的編程指令，使程序更簡(jiǎn)潔俏讹，更快当宴。這減少了生成時(shí)間，并允許程序可以輸出稍長(zhǎng)的字符串泽疆。其次即供，通過使用擴(kuò)展類型III，AI可以更快地生成程序于微，尤其是在輸出字符串方面逗嫡。擴(kuò)展版本包含用于將存儲(chǔ)器寄存器快速推入有效ASCII字符范圍的代碼。從那里開始株依，相對(duì)簡(jiǎn)單地倒數(shù)到目標(biāo)字符串驱证。可以進(jìn)行更多速度改進(jìn)（包括編程和硬件）恋腕，以限制生成時(shí)間抹锄。
當(dāng)然，AI編寫自己的程序的目的不是為了生產(chǎn)書籍荠藤。因此伙单，輸出文本只是最終結(jié)果的一部分。 AI捕獲邏輯的能力更為重要哈肖。上面的if / then示例對(duì)此進(jìn)行了演示（至少對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的案例）吻育。
結(jié)論
我相信，將進(jìn)化算法和自編程軟件相結(jié)合的潛力很大淤井。就像單細(xì)胞細(xì)菌進(jìn)化為復(fù)雜的生命形式一樣布疼，我仍然想相信軟件可以通過進(jìn)化技術(shù)轉(zhuǎn)化為更為復(fù)雜的副產(chǎn)品。
我真的不確定強(qiáng)AI的答案是否是建立一個(gè)越來(lái)越復(fù)雜的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)币狠，該數(shù)據(jù)庫(kù)最終似乎僅憑其對(duì)查詢的響應(yīng)就變得智能游两。或者漩绵，如果越來(lái)越多的知識(shí)基礎(chǔ)以某種方式整合到意識(shí)中贱案。我希望必須有一個(gè)更簡(jiǎn)單的框架才能實(shí)現(xiàn)這一最終結(jié)果。
上面討論的示例只是邁向自我編程AI潛力的第一步止吐。多年前宝踪，這種編程技術(shù)非常困難，這主要是由于計(jì)算機(jī)的速度較慢祟印。今天肴沫，這種技術(shù)是可行的。實(shí)際上蕴忆，我對(duì)已經(jīng)取得的成果感到驚訝颤芬。我原本以為AI將無(wú)法超越打印簡(jiǎn)單短語(yǔ)的過程。但是套鹅，這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明是相反的站蝠。
人工智能確實(shí)能夠產(chǎn)生具有日益復(fù)雜的程序邏輯的自己的計(jì)算機(jī)程序。運(yùn)氣好的話卓鹿，我們可以做得更好菱魔。
下載@ GitHub
喜歡你看到的嗎？該項(xiàng)目的所有源代碼都可以在GitHub上找到吟孙。這包括簡(jiǎn)化的適應(yīng)性框架澜倦，以簡(jiǎn)化AI程序的創(chuàng)建聚蝶。
關(guān)于作者
本文由軟件開發(fā)人員和架構(gòu)師Kory Becker撰寫，他們精通多種技術(shù)藻治，包括Web應(yīng)用程序開發(fā)碘勉，機(jī)器學(xué)習(xí)，人工智能和數(shù)據(jù)科學(xué)桩卵。
