Мы создадим программу, которая сама себя оптимизирует и эволюционирует, создавая новые версии себя!

Генетический автомат:

cpp

#include <EEPROM.h>
#include <avr/wdt.h>

#define PROGRAM_SIZE 512
#define POPULATION_SIZE 4

// Структура программы (геном)
struct Program {
    uint8_t code[PROGRAM_SIZE];
    uint16_t fitness;
    uint8_t generation;
    uint8_t mutationCount;
};

Program population[POPULATION_SIZE];
uint8_t bestProgram[PROGRAM_SIZE];
uint16_t bestFitness = 0;

// Загрузка программы из EEPROM
void loadProgram(uint8_t index) {
    uint16_t addr = index * PROGRAM_SIZE;
    for (uint16_t i = 0; i < PROGRAM_SIZE; i++) {
        population[index].code[i] = EEPROM.read(addr + i);
    }
}

// Сохранение программы в EEPROM
void saveProgram(uint8_t index) {
    uint16_t addr = index * PROGRAM_SIZE;
    for (uint16_t i = 0; i < PROGRAM_SIZE; i++) {
        EEPROM.write(addr + i, population[index].code[i]);
    }
}

// Выполнение программы (имитация)
uint16_t executeProgram(uint8_t* code) {
    uint16_t result = 0;
    uint16_t pc = 0;
    
    while (pc < PROGRAM_SIZE && code[pc] != 0xFF) {  // 0xFF = HALT
        uint8_t op = code[pc];
        switch (op) {
            case 0x01: {  // ADD
                result += code[pc + 1];
                pc += 2;
                break;
            }
            case 0x02: {  // XOR
                result ^= code[pc + 1];
                pc += 2;
                break;
            }
            case 0x03: {  // SHIFT
                result <<= (code[pc + 1] % 8);
                pc += 2;
                break;
            }
            case 0x04: {  // BRANCH
                if (result > 1000) {
                    pc = code[pc + 1];
                } else {
                    pc += 2;
                }
                break;
            }
            default:
                pc++;
        }
    }
    
    return result;
}

// Оценка приспособленности (сложность + эффективность)
uint16_t calculateFitness(uint8_t* code) {
    // Выполняем программу с разными входными данными
    uint16_t totalScore = 0;
    uint16_t complexity = 0;
    
    for (uint16_t test = 0; test < 10; test++) {
        // Копируем код во временную область
        uint8_t testCode[PROGRAM_SIZE];
        memcpy(testCode, code, PROGRAM_SIZE);
        // Подставляем входные данные
        testCode[1] = test;
        testCode[3] = test * 2;
        
        uint16_t result = executeProgram(testCode);
        totalScore += result;
        
        // Сложность (количество ненулевых байт)
        for (uint16_t i = 0; i < PROGRAM_SIZE; i++) {
            if (code[i] != 0) complexity++;
        }
    }
    
    // Физическая приспособленность = результат / сложность
    uint16_t fitness = totalScore / (complexity / 16 + 1);
    return fitness;
}

// Кроссинговер (обмен участками кода)
void crossover(uint8_t* parent1, uint8_t* parent2, uint8_t* child1, uint8_t* child2) {
    uint16_t point1 = random(PROGRAM_SIZE);
    uint16_t point2 = random(PROGRAM_SIZE);
    if (point1 > point2) {
        uint16_t temp = point1;
        point1 = point2;
        point2 = temp;
    }
    
    for (uint16_t i = 0; i < PROGRAM_SIZE; i++) {
        if (i < point1 || i > point2) {
            child1[i] = parent1[i];
            child2[i] = parent2[i];
        } else {
            child1[i] = parent2[i];
            child2[i] = parent1[i];
        }
    }
}

// Мутация
void mutate(uint8_t* code) {
    uint8_t mutations = random(1, 10);
    for (uint8_t i = 0; i < mutations; i++) {
        uint16_t pos = random(PROGRAM_SIZE);
        code[pos] ^= (1 << random(8));
    }
}

// Эволюция программы
void evolvePrograms() {
    // Селекция (турнирная)
    uint8_t parents[POPULATION_SIZE];
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) {
        uint8_t best = random(POPULATION_SIZE);
        for (uint8_t j = 0; j < 3; j++) {
            uint8_t contender = random(POPULATION_SIZE);
            if (population[contender].fitness > population[best].fitness) {
                best = contender;
            }
        }
        parents[i] = best;
    }
    
    // Создаем новое поколение
    Program newPop[POPULATION_SIZE];
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i += 2) {
        crossover(population[parents[i]].code, population[parents[i+1]].code,
                  newPop[i].code, newPop[i+1].code);
        mutate(newPop[i].code);
        mutate(newPop[i+1].code);
        
        newPop[i].generation = population[parents[i]].generation + 1;
        newPop[i+1].generation = population[parents[i+1]].generation + 1;
        newPop[i].mutationCount = population[parents[i]].mutationCount + 1;
        newPop[i+1].mutationCount = population[parents[i+1]].mutationCount + 1;
    }
    
    // Оцениваем новое поколение
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) {
        newPop[i].fitness = calculateFitness(newPop[i].code);
    }
    
    // Заменяем популяцию
    memcpy(population, newPop, sizeof(population));
    
    // Находим лучшую программу
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) {
        if (population[i].fitness > bestFitness) {
            bestFitness = population[i].fitness;
            memcpy(bestProgram, population[i].code, PROGRAM_SIZE);
        }
    }
}

// Само-модификация (программа меняет себя)
void selfModify() {
    // Находим участок кода для изменения
    uint16_t pos = random(PROGRAM_SIZE - 10);
    uint8_t modification[10];
    for (uint8_t i = 0; i < 10; i++) {
        modification[i] = random(256);
    }
    
    // Применяем изменение
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) {
        for (uint8_t j = 0; j < 10; j++) {
            population[i].code[pos + j] ^= modification[j];
        }
    }
}

void setup() {
    Serial.begin(115200);
    randomSeed(analogRead(A0));
    
    // Инициализация популяции
    for (uint8_t i = 0; i < POPULATION_SIZE; i++) {
        for (uint16_t j = 0; j < PROGRAM_SIZE; j++) {
            population[i].code[j] = random(256);
        }
        population[i].code[PROGRAM_SIZE - 1] = 0xFF;  // HALT
        population[i].generation = 0;
        population[i].mutationCount = 0;
        population[i].fitness = calculateFitness(population[i].code);
    }
    
    Serial.println("🧬 САМОВОСПРОИЗВОДЯЩАЯСЯ ПРОГРАММА ЗАПУЩЕНА");
}

void loop() {
    // Эволюция
    evolvePrograms();
    
    // Само-модификация
    if (random(100) < 30) {
        selfModify();
        Serial.println("🔄 Программа модифицировала себя");
    }
    
    // Сохраняем лучшую программу
    static uint32_t lastSave = 0;
    if (millis() - lastSave > 10000) {
        saveProgram(0);
        lastSave = millis();
        
        Serial.print("🧬 Поколение: ");
        Serial.print(population[0].generation);
        Serial.print(" | Лучшая приспособленность: ");
        Serial.println(bestFitness);
    }
    
    // Сторожевой таймер защищает от зависания
    wdt_reset();
    delay(1000);
}