Neurale Zellulare Automaten neu programmiert – mit adversarialen Angriffen

Forscher haben gezeigt, dass neuronale Zellulare Automaten (NCAs) gezielt neu programmiert werden können, indem sie adversariale Angriffe nutzen. Dabei werden gezielte Störungen in die Eingabedaten eingebracht, die das Netzwerk dazu bringen, ein völlig neues Verhalten zu entwickeln.

NCAs verbinden die lokale Interaktion von klassischen Zellularautomaten mit der Lernfähigkeit neuronaler Netze. Durch das gezielte Einführen von Störsignalen können die Lernparameter so angepasst werden, dass die Automaten neue Muster erzeugen, die zuvor nicht vorgesehen waren. Die Technik nutzt die gleiche Grundidee wie bei adversarialen Angriffen gegen Bildklassifikatoren, jedoch zum Zweck der Neuprogrammierung anstelle der Täuschung.

Die Ergebnisse zeigen, dass die neu programmierten Automaten komplexe Strukturen und dynamische Prozesse erzeugen können, die in der Regel nur durch explizite Modellierung erreicht würden. Diese Vorgehensweise eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung adaptiver Systeme, die sich selbstständig an veränderte Umgebungen anpassen können.