Calculul evolutiv contine paradigmele optimizarii si clasificarii cu masini instruibile (machine learning), care se bazeaza pe mecanisme evolutive:

Similar documents
I. STRATEGII ÎN REZOLVAREA PROBLEMELOR

Vol.I ALGORITMI GENETICI LUȚĂ COSTINA CLAUDIA ALGORITMI GENETICI VOL.I ISBN

INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

Procesarea Imaginilor

Restaurarea frontierelor unei imagini: abordare genetica

ARBORI AVL. (denumiti dupa Adelson-Velskii si Landis, 1962)

Titlul lucrării propuse pentru participarea la concursul pe tema securității informatice

Versionare - GIT ALIN ZAMFIROIU

Modalitǎţi de clasificare a datelor cantitative

Algoritmi genetici: evolutie in genetica si informatica

Reflexia şi refracţia luminii. Aplicaţii. Valerica Baban

Metoda de programare BACKTRACKING

Metrici LPR interfatare cu Barix Barionet 50 -

GHID DE TERMENI MEDIA

Semnale şi sisteme. Facultatea de Electronică şi Telecomunicaţii Departamentul de Comunicaţii (TC)

Auditul financiar la IMM-uri: de la limitare la oportunitate

Metoda BACKTRACKING. prof. Jiduc Gabriel

ALGORITMI DE OPTIMIZARE EVOLUTIVI UTILIZAȚI ÎN PROIECTAREA DISPOZITIVELOR DE ÎNCĂLZIRE PRIN INDUCȚIE

Textul si imaginile din acest document sunt licentiate. Codul sursa din acest document este licentiat. Attribution-NonCommercial-NoDerivs CC BY-NC-ND

ANTICOLLISION ALGORITHM FOR V2V AUTONOMUOS AGRICULTURAL MACHINES ALGORITM ANTICOLIZIUNE PENTRU MASINI AGRICOLE AUTONOME TIP V2V (VEHICLE-TO-VEHICLE)

Subiecte Clasa a VI-a

Olimpiad«Estonia, 2003

Aspecte controversate în Procedura Insolvenţei şi posibile soluţii

Structura și Organizarea Calculatoarelor. Titular: BĂRBULESCU Lucian-Florentin

ISBN-13:

Mecanismul de decontare a cererilor de plata

Seminar despre principiul HARDY-WEINBERG

METODE DE EVALUARE A IMPACTULUI ASUPRA MEDIULUI ŞI IMPLEMENTAREA SISTEMULUI DE MANAGEMENT DE MEDIU

2. Setări configurare acces la o cameră web conectată într-un router ZTE H218N sau H298N

RAPORTUL STIINTIFIC SI TEHNIC FAZA DE EXECUTIE NR. 2

Proiect cofinanțat din Fondul Social European prin Programul Operaţional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane

Excel Advanced. Curriculum. Școala Informală de IT. Educație Informală S.A.

Updating the Nomographical Diagrams for Dimensioning the Concrete Slabs

The First TST for the JBMO Satu Mare, April 6, 2018

O ALTERNATIVĂ MODERNĂ DE ÎNVĂŢARE

INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

INSTRUMENTE DE MARKETING ÎN PRACTICĂ:

SISTEME INTELIGENTE DE SUPORT DECIZIONAL. Ș.l.dr.ing. Laura-Nicoleta IVANCIU. Curs 7 Sisteme inteligente de suport decizional bazate pe RNA

Optimizare evolutiva şi interacţiuni strategice

CAIETUL DE SARCINI Organizare evenimente. VS/2014/0442 Euro network supporting innovation for green jobs GREENET

D în această ordine a.î. AB 4 cm, AC 10 cm, BD 15cm

Mods euro truck simulator 2 harta romaniei by elyxir. Mods euro truck simulator 2 harta romaniei by elyxir.zip

Dispozitive Electronice şi Electronică Analogică Suport curs 02 Metode de analiză a circuitelor electrice. Divizoare rezistive.

Ghid identificare versiune AWP, instalare AWP şi verificare importare certificat în Store-ul de Windows

ACTA TECHNICA NAPOCENSIS

Raport de Cercetare. Autor: Prof.dr.ing. Adriana Sîrbu Universitatea: UNIVERSITATEA TEHNICA GH. ASACHI IASI. Rezumat

MS POWER POINT. s.l.dr.ing.ciprian-bogdan Chirila

RESEARCH CONCERNING THE INFLUENCE OF ANGLE OF FILING FROM THE KNIFE BLADES VINDROVERS ON THE MECHANICAL WORK ON CUTTING

Evoluția pieței de capital din România. 09 iunie 2018

Nume şi Apelativ prenume Adresa Număr telefon Tip cont Dobânda Monetar iniţial final

Arbori. Figura 1. struct ANOD { int val; ANOD* st; ANOD* dr; }; #include <stdio.h> #include <conio.h> struct ANOD { int val; ANOD* st; ANOD* dr; }

Baze de date distribuite și mobile

AILab Scripting Language for Artificial Intelligence

INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

Preţul mediu de închidere a pieţei [RON/MWh] Cota pieţei [%]

Cristina ENULESCU * ABSTRACT

Propuneri pentru teme de licență

Transmiterea datelor prin reteaua electrica

Lucrarea Nr.1. Sisteme de operare. Generalitati

M C I O H L BAZE DE CUNOŞTINŢE A H E O L N S I S T E M E D E R E P R E Z E N A R E Ş I P R O C E S A R E A A C U N O Ş T I N Ţ E L O R

INFORMAȚII DESPRE PRODUS. FLEXIMARK Stainless steel FCC. Informații Included in FLEXIMARK sample bag (article no. M )

Rem Ahsap is one of the prominent companies of the market with integrated plants in Turkey, Algeria and Romania and sales to 26 countries worldwide.

CHAMPIONS LEAGUE 2017 SPONSOR:

Laborator 1. Programare declarativă. Programare logică. Prolog. SWI-Prolog

Raport stiintific sintetic

INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

USING SERIAL INDUSTRIAL ROBOTS IN CNC MILLING PROCESESS

earning every day-ahead your trust stepping forward to the future opcom operatorul pie?ei de energie electricã și de gaze naturale din România Opcom

REVISTA NAŢIONALĂ DE INFORMATICĂ APLICATĂ INFO-PRACTIC

INPUT MODELLING USING STATISTICAL DISTRIBUTIONS AND ARENA SOFTWARE

Inteligenta sintetica Rationament sintetic

A NOVEL ACTIVE INDUCTOR WITH VOLTAGE CONTROLLED QUALITY FACTOR AND SELF-RESONANT FREQUENCY

Documentaţie Tehnică

METODE INTELIGENTE DE REZOLVARE A PROBLEMELOR REALE. Laura Dioşan Tema 2

VIRTUAL INSTRUMENTATION IN THE DRIVE SUBSYSTEM MONITORING OF A MOBIL ROBOT WITH GESTURE COMMANDS

Printesa fluture. Мобильный портал WAP версия: wap.altmaster.ru

INTELIGENŢĂ ARTIFICIALĂ

În continuare vom prezenta unele dintre problemele de calcul ale numerelor Fibonacci.

INTEGRAL STATE FEEDBACK CONTROL OF GRID POWER INVERTER

Vol.II ALGORITMI GENETICI LUȚĂ COSTINA CLAUDIA ALGORITMI GENETICI VOL.II ISBN

TRAJECTORIES GENERATED BY THE R-R-RRT MECHANISM TRAIECTORII GENERATE DE MECANISMUL R-R-RRT

R O M Â N I A CURTEA CONSTITUŢIONALĂ

Implicaţii practice privind impozitarea pieţei de leasing din România

ACTA TECHNICA NAPOCENSIS

(Text cu relevanță pentru SEE)

9. Memoria. Procesorul are o memorie cu o arhitectură pe două niveluri pentru memoria de program și de date.

Grafuri bipartite. Lecție de probă, informatică clasa a XI-a. Mihai Bărbulescu Facultatea de Automatică și Calculatoare, UPB

CONTRIBUŢII LA UTILIZAREA

Candlesticks. 14 Martie Lector : Alexandru Preda, CFTe

Software Process and Life Cycle

TEZĂ DE DOCTORAT ~REZUMAT~

STUDY EVOLUTION OF BIT B ERRORS AND ERRORS OF PACKAGES IN I

THE MEASUREMENT OF MAGNETIC FIELD IN TWO POWER DISTRIBUTION SUBSTATIONS

Implementation of FPGA based Decision Making Engine and Genetic Algorithm (GA) for Control of Wireless Parameters

EN teava vopsita cu capete canelate tip VICTAULIC

IDEEA DE SPECIE ÎN FILOSOFIA CONTEMPORANĂ A BIOLOGIEI

Universitatea Lucian Blaga din Sibiu Facultatea de inginerie Hermann Oberth Catedra de Calculatoare şi automatizări

SAG MITTIGATION TECHNICS USING DSTATCOMS

Prima. Evadare. Ac9vity Report. The biggest MTB marathon from Eastern Europe. 7th edi9on

METHODS AND PRINCIPLES OF OPTIMIZATION SPECIFIC TO THE DOMAIN OF EQUIPMENT AND MANUFACTURING PROCESSES

Transcription:

Paradigme ale CE Calculul evolutiv contine paradigmele optimizarii si clasificarii cu masini instruibile (machine learning), care se bazeaza pe mecanisme evolutive: genetica biologica, selectia naturala comportament adaptiv Paradigmele calculului evolutiv furnizeaza instrumente pentru a construi sisteme inteligente care modeleaza comportamentul inteligent.

Specificul CE Mecanisme de cautare in spatiul solutiilor bazate pe principiile evolutiei naturale principiul supravietuirii celui mai bun (teoria evolutionista - Darwin). Pentru gasirea solutiei se utilizeaza o populaţie de soluţii potentiale care evolueaza (căutători). Evolutia indivizilor din populatie: indivizii din noua generatie devin mai adaptati mediului dacat indivizii din care au fost creati - similar cu adaptarea naturala. Furnizeaza aproximari din ce in ce mai bune ale solutiei. Pentru a ghida cautarea solutiei, asupra populatiei se utilizeaza transformari specifice evolutiei naturale: selectie, recombinare (crossover, incrucisare), mutatie, reinsertie, etc

EVOLUTIONARY ALGORITHMS Selecție Transformari specifice CE Indivizii populatiei mai apropiati de solutia problemei (o masura de tip eroare) sunt considerati mai adecvati (potriviti) si sunt favorizati, adica au mai multe sanse de a fi selectati pentru crearea generatiei urmatoare.

EVOLUTIONARY ALGORITHMS Transformari specifice CE Recombinare (Crossover, Incrucisare) Pornind de la doi indivizi ai populatiei curente (parinti) se genereaza noi indivizi (urmasi, copii). In functie de calitatea acestora (adecvare, potrivire) urmasii isi (pot) inlocui parintii. Mutatie Pentru a asigura variabilitatea (diversitatea) populatiei, se aplica, la fel ca in natura, transformari cu caracter aleator (stocastic) asupra indivizilor populatiei, permitand astfel aparitia unor noi trasaturi (gene) indivizi, care doar prin selectie si incrucisare nu ar fi aparut in cadrul populatiei.

Paradigmele EC sunt unice Paradigmele CE difera de paradigmele metodelor traditionale de cautare si optimizare deoarece in CE: in cautare se utilizeaza o populatie de solutii candidate (indivizi) utilizeaza în mod direct informatii privind potrivirea (adecvarea) in loc de informatii de gradient, derivate, etc. utilizeaza reguli de tranzitie (determinarea variabilelor in iteratia urmatoare) aleatoare (stocastice, ne-deterministe) nu deterministe.

Subdomenii ale CE In functie de modul in care este construita populatia si de modul in care este implementata evolutia, sistemele de calcul evolutiv pot fi incadrate in mai multe categorii [Eberhart, Shi07]: Algoritmi genetici (genetic algorithms) Programare evolutiva (evolutionary programming) Strategii evolutive (evolution strategies) Programare genetica (genetic programming) Optimizare cu roiuri de particule (particle swarm optimization)

EVOLUTIONARY ALGORITHMS Subdomenii ale CE - AG Algoritmi genetici (genetic algorithms) Reprezinta tehnici de cautare si optimizare avand ca punct de pornire o metafora biologica, bazata pe mostenirea genetica si evolutia naturala Se folosesc in special pentru rezolvarea unor probleme complexe de optimizare - prin minimizarea (maximizarea) unei functii obiectiv). Populatia este reprezentata de stari din spatiul problemei codificate binar (un element al populatiei este un sir de biti) sau cu variabile reale. Principalii operatori sunt cei de selectie si incrucisare, cel de mutatie avand o probabilitate mai mica de aplicare. Algoritmii genetici au fost propusi de catre Holland in perioada anilor 1960, initial ca modele ale evolutiei si adaptarii la mediu a sistemelor naturale. Ulterior s-a observat ca algoritmii genetici pot fi utilizati si ca instrumente eficace in rezolvarea problemelor de optimizare.

Subdomenii ale CE - PE Programare evolutiva (evolutionary programming) Initial programarea evolutiva a avut ca obiectiv dezvoltarea unor structuri de calcul (automate) printr-un proces de evolutie in care se utilizeaza doar selectia si mutatia; nu se utilizeaza incrucisarea. Fiecare punct in populatie reprezinta o intraga specie, speciile fiind in competitie Concentrata pe procese top-down a comportamentului adaptiv; dezvoltarea de modele comportamentale Bazele domeniului au fost puse de catre Fogel. Ulterior, programarea evolutiva a fost orientata catre rezolvarea problemelor de optimizare avand aceeasi sfera de aplicabilitate ca si strategiile evolutive. Se folosesc in special pentru rezolvarea unor probleme de optimizare.

Subdomenii ale CE - SE Strategii evolutive (evolution strategies) Se bazeaza pe evolutia evolutiei Au fost concepute initial pentru a rezolva probleme de optimizare, in tehnica fiind destinate rezolvarii problemelor de optimizare continua. Supravietuirea celui mai potrivit individ Operatorul principal este cel de mutatie dar este folosita si recombinarea Pentru strategiile evolutive au fost dezvoltate scheme de adaptare a parametrilor de control (auto-adaptare). Scopul este de a muta populatia inspre regiunea cea mai buna din spatiul solutiilor La dezvoltarea strategiilor evolutive contributii importante au adus Rechenberg si Schwefel.

Subdomenii ale CE - PG Programare genetica (genetic programming) Este o directie mai recenta a calculului evolutiv, dezvoltata la sfarsitul anilor 1980 de catre Koza. Scopul programarii genetice este dezvoltarea unor "modele" de calcul (programe simple). Populatia este reprezentata de programe care candideaza la rezolvarea problemei. Exista diferite reprezentari ale elementelor populatiei, una dintre cele mai utilizate fiind aceea in care se utilizeaza o structura arborescenta pentru reprezentarea programelor (a populatiei). Incrucisarea este realizata selectand aleator sub-arbori din arborele asociat programelor parinte si interschimbandu-le. Ca si in cazul algoritmilor genetici mutatia are pondere mica. Programe de calculator care sunt codificate de catre alte programe proiectate pentru a le optimiza performantele

EVOLUTIONARY ALGORITHMS Subdomenii ale CE - PSO Particle swarm optimization - PSO PSO is a population based (stochastic) optimization algorithm that simulates the social behavior of animals Optimizes a problem by iteratively trying to improve a candidate solution with regard to a given measure of quality. PSO optimizes a problem by having a population of candidate solutions, (particles), and moving these particles around in the search-space according to simple mathematical formulae over the particle's position and velocity. Each particle's movement is influenced by its local best known position and is also guided toward the best known positions in the search-space, which are updated as better positions are found by other particles. This is expected to move the swarm toward the best solutions.

Structura unui algoritm evolutiv

Bazele biologice ale CE Legatura cu genetica, ramură a biologiei care studiază fenomenele şi legile eredităţii şi variabilităţii organismelor Cromozom: o structura ordonata (liniara) de elemente numite gene ale caror valori determina caracteristicile unui individ si care transmite informatie genetica. In genetica pozitiile pe care se afla genele in cadrul cromozomului se numesc loci (locus sg.), iar valorile pe care le pot lua genele se numesc alele (alel sg.).

Bazele biologice ale CE cont. Vectorii (sirurile, pattern) individuali utilizati in CE corespund cromozomilor din sistemele biologice. In genetica, colectia cromozomilor necesara pentru a caracteriza complet un organism (individ) se numeste genotip (structura). In CE, colectia de vectori necesara pentru a specifica complet un individ este denumita structura. In general, in CE un individ este caracterizat printr-un singur vector (vector de stare, pattern) cromozom structura. Un fenotip (phénotype) este setul de valori corespunzand unui genotip, adica este o structura decodata (o solutie)

EVOLUTIONARY ALGORITHMS Cromozomi umani Contin informatia ereditara a organismului 46 de cromozomi (organizati in perechi) in nucleul fiecarei celule: 22 perechi de autozomi (numerotati dupa marime) arata la fel pentru ambele sexe 1 pereche de heterozomi (determina sexul) feminin X,X masculin X,Y in fiecare pereche avem cate un cromozom de la fiecare parinte) cromozomii pot fi vazuti ca siruri lungi de gene Perechea 23 XX - x de la mama, X de la tata XY x de la mama, Y de la tata X : ~ 2000 gene; Y: >200 gene