El ciclo y el orden de las acciones

Qué hace el mundo en cada ciclo, en qué orden, por qué los sentidos llegan con un ciclo de atraso y cómo influyen el número de cada bot, los costos dinámicos y la oscilación de las mutaciones.

La simulación avanza a pasos discretos: los ciclos. En cada uno, el mundo hace siempre lo mismo y en el mismo orden: deja pensar a todos los bots, mueve los disparos, calcula fuerzas, mueve a todos, resuelve lo que cada uno pidió, hace nacer y morir a los que corresponde y reparte la luz del sol. Entender ese orden es la mitad de programar un bot: explica por qué lo que ves siempre llega un poco tarde y por qué lo que pedís pasa enseguida.

Las ocho fases

Un ciclo, de punta a punta:

  el ADN ──► se borran ──► los ──► fuerzas ──► movimiento ──► acciones ──► nacimientos ──► el sol
             los sentidos  disparos y choques                              y muertes
  (piensa)  └──────────────────────── el mundo responde ─────────────────────────────────────┘

Fase	Qué pasa
El ADN	Cada bot vivo ejecuta su ADN entero, de arriba abajo. Lee sus sentidos y escribe sus órdenes en la memoria. Los cadáveres no piensan.
Se borran los sentidos	Se ponen en 0 el contacto, los sabores de disparo y los datos del bot que tenías enfrente: lo que ya leíste no queda para el ciclo siguiente. Los ojos no se borran acá.
Los disparos	Los disparos que ya estaban en vuelo chocan con quien tengan delante y avanzan. Un golpe escribe en la memoria del bot golpeado (su sabor, o el valor que traía el disparo).
Fuerzas y choques	Se cobra el mantenimiento (cuerpo, largo del ADN, edad), se suman las fuerzas (fricción, gravedad, lazos, y el empuje que pediste con `.up` y compañía) y se resuelven los choques entre bots, que escriben los sentidos de contacto. Los lazos se pasan mensajes.
Movimiento	Los lazos comparten energía y materia, el bot gira lo que pidió y todas las fuerzas acumuladas se aplican de una vez: cambia la velocidad y la posición. Se publican `.vel` y la masa.
Acciones	Cada bot hace lo que dejó pedido: muta si le toca, fabrica sus defensas (caparazón, baba, veneno, toxina), dispara, maneja cloroplastos y cuerpo, pide reproducirse. Después mira: los ojos barren el mundo con las posiciones ya movidas. Al final envejece y, si se quedó sin energía, se vuelve cadáver o queda anotado para morir.
Nacimientos y muertes	Nacen todos los hijos pedidos y después mueren todos los anotados.
El sol	Se cuentan los cloroplastos del mundo, se siembran vegetales nuevos si hacen falta y la luz alimenta a los que hacen fotosíntesis.

Los detalles de cada fase están en su página: Disparos, Física, Visión, Reproducción, Muerte y cadáveres y Cloroplastos y vegetales. Las fichas de las sysvars usan estos mismos nombres de fase para decir quién escribe y quién borra cada posición.

Por qué ves tarde y actuás enseguida

El ADN corre primero y el mundo responde después. Eso tiene dos caras.

Los sentidos llegan con un ciclo de atraso. El contacto se escribe en fuerzas y choques; los ojos, en acciones; los sabores, en los disparos. Todo eso pasa después del ADN, así que tu ADN del ciclo N lee lo que el mundo escribió durante el ciclo N−1. Cuando un bot ve a otro en .eye5, lo está viendo donde estaba al final del ciclo anterior. La tabla de Ejecución y costos lo muestra con .vel: la velocidad que anota el ADN va siempre un paso atrás de la real.

Las órdenes se cumplen en el mismo ciclo. Lo que escribís en .up, .shoot o .repro queda en la memoria en el acto, y las fases que vienen detrás lo leen en ese mismo ciclo. Además, casi todas las órdenes se consumen: la fase que las ejecuta las vuelve a 0. Este bot lee sus propias órdenes antes de darlas:

' Lee sus propias órdenes antes de darlas
cond
start
  *.up 50 store
  *.shoot 51 store
  10 .up store
  -1 .shoot store
stop
end

Ciclo tras ciclo, 50 y 51 quedan en 0, aunque el bot empuja y dispara siempre: el empuje se aplicó (y .up se borró) en movimiento, y el disparo salió (y .shoot se borró) en acciones, los dos antes de que el ADN volviera a correr. Si querés repetir una orden, tenés que volver a darla en cada ciclo. Los grupos Movimiento y Disparos dicen, sysvar por sysvar, quién la borra y cuándo.

Juntando las dos caras: un bot que empuja en el ciclo N ya se movió al terminar ese ciclo, pero su ADN se entera recién en el N+1.

Dos demoras más

Un disparo nuevo espera un ciclo. El disparo nace en la fase de acciones, pero la fase de los disparos de ese ciclo ya pasó: no se mueve ni golpea hasta el ciclo siguiente. Por eso el orden entre los tiradores de un mismo ciclo no importa.
Un hijo piensa recién al ciclo siguiente. Nace en nacimientos y muertes, cuando el ADN de ese ciclo ya corrió. Su primer ADN corre en el ciclo siguiente, con .robage en 0.

Este bot cuenta sus ciclos en la posición 50 y pide un hijo cuando llega a 3:

' Cuenta sus ciclos de ADN y pide un hijo en el tercero
cond
start
  *50 1 add 50 store
stop

cond
  *50 3 =
start
  50 .repro store
stop
end

Al terminar el ciclo	Padre: 50	Hijo: 50	Hijo: `.robage`
3	3	0 (acaba de nacer)	0
4	4	1	1
5	5	2	2

El hijo nace en el ciclo 3 pero no corre su ADN hasta el 4. Por eso tantos bots del Bestiario abren con un gen *.robage 0 =: es el gen que corre una sola vez, en el primer ciclo de vida. El 4-d_Swarmer, por ejemplo, lo usa para orientar sus ojos con .eye1dir y compañía.

El orden entre bots

Cada bot ocupa un lugar numerado en el mundo, y dentro de cada fase el motor los recorre en orden, del lugar 1 en adelante, cambiando el estado en el momento. Cada fase termina con todos los bots antes de que empiece la siguiente: el número importa dentro de una fase, no entre fases.

Para tu ADN eso casi no se nota, porque mientras piensa un bot solo toca su propia memoria y su energía. Lo que sí depende del orden:

Qué	Cómo influye el número
Números al azar	Hay un solo generador para todo el mundo. Lo que te devuelve `rnd` depende de cuántos números se sacaron antes que vos, en tu ADN o en el de otros, y cualquier nacimiento o muerte corre esa cuenta.
Choques	Cada par de bots se resuelve una vez, cuando el motor pasa por el de número menor, y empuja a los dos en el acto. El de número mayor recibe el empujón antes de calcular sus propias fuerzas.
Lazos	Los mensajes por lazo se escriben directo en la memoria del otro bot (Lazos y multicelulares). En una cadena de bots atados, que un valor avance un eslabón o varios en el mismo ciclo depende de los números de cada uno.
Visión	Cuando miran, todos ya están en su posición final; pero los de número menor ya hicieron sus acciones del ciclo (dispararon, cambiaron de caparazón o de cuerpo) y los de número mayor todavía no.
Nacimientos	Los hijos se crean en el orden de sus padres y cada uno toma el lugar libre más bajo. Los padres de número bajo consiguen lugares bajos para sus hijos.

Nacimientos y muertes: primero nacen

Durante las acciones los bots solo piden: reproducirse o morir quedan anotados en dos listas. En la fase de nacimientos y muertes se procesa primero toda la lista de nacimientos y después toda la de muertes. De ahí salen dos reglas:

Un bot que muere en este ciclo todavía puede tener a su hijo. Si en el mismo ciclo pidió reproducirse y se quedó sin energía, el hijo nace y después el padre muere.
Un hijo nunca ocupa el lugar de quien muere en el mismo ciclo: las muertes van después.

No todas las muertes esperan a esta fase: un cadáver que se quedó sin cuerpo desaparece apenas termina fuerzas y choques, antes del movimiento (Muerte y cadáveres).

Dónde se paga la energía

Los gastos también tienen su fase: las instrucciones se cobran mientras corre el ADN, el mantenimiento y el empuje en fuerzas y choques, el giro en movimiento, las defensas y los disparos en acciones, la copia del ADN en nacimientos y muertes, y la fotosíntesis entra con el sol. Entre una fase y otra la energía puede quedar negativa; recién en las acciones se decide si el bot se quedó sin ella. La tabla completa está en Energía, cuerpo y desechos, y todos los precios se multiplican por el Multiplicador de costos.

Costos dinámicos: el precio sigue a la población

Antes de que corra el ADN, el motor puede ajustar el Multiplicador de costos para llevar la población hacia un objetivo. Se enciende con Ajuste dinámico de costos y se configura en Parámetros: Costos dinámicos.

La población que cuenta son los bots que no son vegetales (con Contar también los vegetales, también los vegetales), según la última cuenta del motor. En cada ciclo:

Si la población está por encima de la Población objetivo más su Margen superior (% del objetivo) y además creció respecto de la de unos cien ciclos atrás, el multiplicador sube: la vida se encarece.
Si está por debajo del objetivo menos su Margen inferior (% del objetivo) y además bajó, el multiplicador baja.
Si la población lleva diez ciclos clavada en el mismo valor de hace cien, se ajusta igual, aunque no crezca ni baje.
Dentro de la banda, nada cambia.

Cada ajuste es pequeño: 0,0000001 × (bots fuera de la banda) × Sensibilidad. Con el objetivo en 100, márgenes en 0, sensibilidad 50 y 200 bots, el multiplicador sube 0,0005 por ciclo: medio punto cada mil ciclos. Es un termostato lento, pensado para corridas largas. El multiplicador no baja de 0 salvo que actives Permitir multiplicador negativo.

Aparte hay un freno de emergencia que funciona aunque el ajuste esté apagado: si la población cae por debajo de Costos en cero bajo la población, el multiplicador pasa a 0 (nada cuesta) hasta que la población supere Reponer costos sobre la población, y entonces vuelve el valor que tenía. Con −1 en el primero, el freno no actúa nunca.

Como el ajuste se hace al principio del ciclo, el ADN de ese mismo ciclo ya paga con el precio nuevo. Un bot no tiene forma directa de leer el multiplicador: lo nota en lo rápido que baja su .nrg.

La oscilación de las mutaciones

También al principio del ciclo, el motor puede hacer subir y bajar las tasas de mutación de todos los bots a la vez, alternando épocas de mucho cambio con épocas de calma. La oscilación tiene dos tramos que se repiten: uno de subida de cierta cantidad de ciclos y uno de bajada de otra.

En escalón: durante el tramo de subida las mutaciones son 16 veces más probables de lo que dice cada tasa; durante el de bajada, 16 veces menos.
En onda: el factor sube de 1 a 20 y vuelve a 1 a lo largo del tramo de subida, y baja de 1 a 1/20 y vuelve a 1 a lo largo del de bajada.

Las tasas heredables de cada bot no cambian: el factor se aplica encima, al momento de sortear cada mutación (Mutaciones).

La oscilación viene apagada y la app no tiene un control para encenderla: solo actúa si cargás una simulación guardada que la traiga encendida.

Al cerrar el ciclo

Hay dos cosas más que no son fases del bot. Entre nacimientos y muertes y el sol se mueven las formas y los teleporters (El mundo). Y después del sol queda una regla de seguridad: si la suma de los largos de todos los genomas del mundo pasa de 4 millones de instrucciones, el motor elimina de una vez una tanda de los bots más pobres (los de menos energía más diez veces su cuerpo), tanto más grande cuanto más bots hay. Solo pasa con poblaciones enormes de genomas muy largos, pero es una presión real contra los bots débiles en corridas de evolución largas.