# Neuronowe automaty komórkowe (wzory, które rosną i się naprawiają)

EN: **Neural cellular automata (NCA)** · id `neuralca` · aliases: neural cellular automata, NCA, growing neural cellular automata, neuronowe automaty komórkowe

Path: [AI Atlas](https://aiatlasgraph.com/llms.txt) › [Sztuczne życie](https://aiatlasgraph.com/t/artificiallife.md) › [Automaty komórkowe](https://aiatlasgraph.com/t/cellularautomata.md) › Neuronowe automaty komórkowe (wzory, które rosną i się naprawiają)

## Description

- PL: Automaty komórkowe o ciągłym, wielokanałowym stanie, w których reguła aktualizacji jest siecią neuronową trenowaną gradientowo przez wiele kroków symulacji.
- EN: Cellular automata with continuous multi-channel state whose update rule is a neural network trained by gradient descent through many simulation steps.

## In one sentence

- PL: Automat komórkowy, w którym każda komórka używa tej samej małej sieci neuronowej, wytrenowanej tak, by razem wyhodować zadany kształt.
- EN: A cellular automaton where every cell uses the same small neural network, trained so that together they grow a target shape.

## Problem it solves

- PL: Zwykle trzeba z góry opisać cały kształt, a uszkodzony obraz czy struktura nie odbudowują się same.
- EN: Usually the whole shape must be described up front, and a damaged image or structure does not rebuild itself.

## What it does

- PL: Jak komórki zarodka: każda zna tylko sąsiadów i tę samą instrukcję, a razem budują organizm i zabliźniają rany.
- EN: Like embryo cells: each knows only its neighbours and the same instructions, yet together they build a body and heal wounds.

## Everyday example

- PL: Na ekranie z jednej kropki wyrasta kolorowa jaszczurka; gdy zetrzesz jej ogon myszką, po chwili ogon odrasta.
- EN: On screen a colourful lizard grows from a single dot; when you erase its tail with the mouse, the tail soon grows back.

## This concerns you if you…

- PL: interesuje cię samonaprawa i samoorganizacja
- PL: generujesz tekstury albo efekty wizualne
- PL: znasz sieci konwolucyjne i szukasz nietypowych zastosowań
- EN: are interested in self-repair and self-organisation
- EN: generate textures or visual effects
- EN: know convolutional networks and seek unusual uses

## Keywords

Growing Neural Cellular Automata · Distill · Sobel filter · self-organising textures · pool sampling · regeneration · differentiable self-organization · morphogenesis

## How it works

- PL: Każda komórka ma wektor stanu z kanałami koloru, życia i ukrytymi. Stałe filtry, np. Sobela, mierzą gradienty u sąsiadów, a mała sieć wspólna dla wszystkich komórek wylicza zmianę stanu; aktualizacje są losowo asynchroniczne. Model startuje z jednej komórki, a stratę względem obrazu docelowego propaguje się wstecz w czasie; trening z uszkodzeniami uczy regeneracji.
- EN: Each cell has a state vector with colour, alive and hidden channels. Fixed filters such as Sobel measure neighbour gradients, and a small network shared by all cells computes the state change; updates are randomly asynchronous. The model starts from one cell and the loss against a target image is backpropagated through time; training with damage teaches regeneration.

## Limits

- PL: Trening przez wiele kroków jest niestabilny i wymaga sztuczek, np. puli wcześniejszych stanów. Wzory bywają niestabilne poza czasem treningu, a jedna sieć zwykle uczy się jednego kształtu lub tekstury.
- EN: Training through many steps is unstable and needs tricks such as a pool of earlier states. Patterns can be unstable beyond training time, and one network usually learns one shape or texture.

## Key terms

- PL: **reguła aktualizacji**: Funkcja mówiąca komórce, jak zmienić stan po spojrzeniu na sąsiadów.
- PL: **propagacja wsteczna w czasie**: Liczenie gradientu przez wszystkie kroki symulacji naraz.
- PL: **aktualizacja asynchroniczna**: W każdym kroku zmienia się tylko losowa część komórek.
- EN: **update rule**: Function telling a cell how to change after looking at neighbours.
- EN: **backpropagation through time**: Computing gradients through all simulation steps at once.
- EN: **asynchronous update**: Only a random subset of cells changes at each step.

## Know first

- [Sieci konwolucyjne i sekwencyjne (Convolutional and recurrent networks)](https://aiatlasgraph.com/t/cnn.md)
- [Propagacja wsteczna (backpropagation) (Backpropagation)](https://aiatlasgraph.com/t/backprop.md)

## Sources

- [Growing Neural Cellular Automata](<https://doi.org/10.23915/distill.00023>) `mordvintsev-nca-2020` · by Alexander Mordvintsev, Ettore Randazzo, Eyvind Niklasson, Michael Levin

---

AI Atlas revision 122 (2026-10-30) · HTML: https://aiatlasgraph.com/t/neuralca · index: https://aiatlasgraph.com/llms.txt · everything: https://aiatlasgraph.com/llms-full.txt · updated 2026-10-30