Raj-intelligencia módszerek hatékonyságának vizsgálata és vizualizációja műszaki alkalmazásokban

OData támogatás
Konzulens:
Kertész Zsolt László
Irányítástechnika és Informatika Tanszék

A számítási intelligencia az utóbbi 15-20 évben rengeteg fejlődésen ment keresztül, egyre szerteágazóbb a bio-inspirált számítási technikák fejlődése és egyre több igény is jelentkezik hatékony algoritmusokra a mérnöki tervezés különböző, egyre speciálisabb területeiről. A raj intelligencia egy modern mesterséges intelligencia diszciplína, melynek működése analóg olyan biológiai mechanizmusokkal, ahol sok egyedből álló populációk egyedei külön-külön öncélú viselkedést tanúsítva a populáció egészében megjelenik egy kollektív intelligens viselkedés. Az ilyen viselkedés-mintákat hordozó rendszerek, pl. a hangyák, méhek, madarak és még sok egyéb állat/rovarfaj populációja, rendelkezik olyan tulajdonságokkal, melyeket szívesen látnánk viszont saját tervezésű multiágens rendszereinkben, ahol szükség van komoly hibatűrésre, flexibilitásra és önszervező képességre.

Hatékony számítási algoritmusok léteztek eddig is optimalizáláshoz az evolúciós módszerek között, ezért jogosan tehetjük fel a kérdést: mit nyújt nekünk a raj intelligencia ezeken a területeken? A kérdésre választ adhat egy egyszerű megállapítás: a természetben működő hatékony decentralizált biológiai mechanizmusokra a következő tulajdonságok jellemzőek: robusztusság, skálázhatóság, adaptivitás, önszervező készség. Ezeket a tulajdonságokat a raj intelligencia szemléletével megalkotott algoritmusok magukban hordozzák, és lehetővé teszik komplex optimalizálási feladatok hatékony megoldását. A két legfontosabb algoritmus kerül tárgyalásra: Ant Colony Optimization és Particle Swarm Optimization, továbbá a népszerű Artificial Bee Colony Optimization.

A Center for Connected Learning (CCL) gondozásában elérhető egy NetLogo nevű programozható multiágens modellező környezet, melynek célja elsősorban a komplex multiágens rendszerek tanulmányozása. A keretrendszer kiváló lehetőséget nyújt a raj intelligencia témakörében előforduló decentralizált rendszerek vizualizációjához. A raj intelligencia merőben új aspektust állít fel a multiágens rendszerek lehetséges fejlődési irányaira. Célom néhány nagyobb volumenű kutatási projekt bemutatása a raj intelligencia inspirált robotika világából: a SYMBRION-REPLICATOR, továbbá a Marco Dorigo által koordinált Swarm- bots.

Összefoglalóan a dolgozat célja, hogy elhelyezze a raj-intelligenciát a mai evolúciós számítási technikák között, mind használhatósági, mind felépítési jellegét vizsgálva, továbbá elemezze lehetőségeit, korlátait, jelenlegi eredményeit. További cél a NetLogo szoftverrel néhány, a raj intelligencia módszerek hatékonyságának jobb megértését szolgáló vizualizáció bemutatása, majd a fent említett robotikai kutatási projektek áttekintése.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.