[Solomonov Seminar] 40. Solomonov seminar

[Marko Grobelnik]

Vabim vas na 40. Solomonov seminar, ki bo
v torek (10.4.2001) ob 13h v sejni sobi E8 (IJS).

Na torkovem seminarju bo dr. Miran Brezocnik z Univerze v Mariboru
predstavil genetsko programiranje kot metodo evolucijskega racunanja,
ki skusa avtomatizirati programiranje racunalnikov. Opisano bo
delovanje metode, ki temelji na hevristicnem preiskovanju prostora
moznih programov za dani problem, nato pa bodo prikazani primeri
uporabe v modeliranju razlicnih sistemov.
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

MODELIRANJE SISTEMOV Z GENETSKIM PROGRAMIRANJEM

Miran Brezocnik
Fakulteta za strojnistvo, Maribor, Laboratorij za inteligentne obdelovalne sisteme

Genetsko programiranje (GP) je metoda evolucijskega racunanja, ki s pridom izkorisca Darwinisticne izsledke o evoluciji organizmov
in prezivetju najsposobnejsih posameznikov in sodobne pristope s podrocja strojnega ucenja. GP poskusa odgovoriti na osrednje
vprasanje v racunalniski znanosti: Kako doseci avtomatsko programiranje oziroma kako resiti problem s pomocjo racunalnika, ne da bi
mu bila natancno podana pot, ki vodi do resitve?

Pri domala vseh pristopih, ki temeljijo na zgledih iz narave, so evoluciji prepuscene posebne strukture, ki imajo z ozirom na vrsto
metode razlicno obliko. Pri GP je evoluciji podvrzena populacija racunalniskih programov, ki se jim med evolucijo dinamicno
spreminjata velikost in oblika. Cilj pri GP je najti tisti racunalniski program iz ogromnega prostora mogocih programov (resitev),
ki najbolje resi postavljen problem. Ker je pomen racunalniskih programov lahko zelo raznovrsten, se GP uspesno uporablja za
modeliranje najrazlicnejsih sistemov.

Prvi del seminarja bo namenjen kratkemu opisu metode GP.
Drugi del seminarja bo posvecen modeliranju razlicnih sistemov z GP.
Prvi problem je s podrocja nacrtovanja lastnosti tkanin. Tkanine lahko po vrsti uporabe razdelimo v dve osnovni skupini: tkanine za
oblacila in tkanine za tehnicne namene. Za tehnicne namene tkanine pogosto uporabljamo kot filtrski medij za suho filtracijo prahu.
Temeljni problem pri konstruiranju tkanine je, kako kombinirati konstrukcijske spremenljivke tkanine, tako da dobimo tkanino z
natancno dolocenimi lastnosti. Konstrukcijske spremenljivke tkanine vplivajo na povrsinsko poroznost tkanine oziroma na lastnost
filtrskega medija. S pomocjo GP bomo na osnovi eksperimentalnih podatkov modelirali lastnosti filtrskega medija.

Drugi problem je s podrocja racunalnistva oziroma elektrotehnike. Funkcije paritete se uporabljajo za preverjanje napak v pomnilniku
ali pri serijski asinhroni komunikaciji. Pogosto so namenjene za test na podrocjih strojnega ucenja in nevronskih mrez. Na
evolucijski nacin bomo izpeljali Boolovo funkcijo za sodo pariteto.

Tretji problem je s podrocja samoucecih robotov. Cilj robota je prispeti od zacetne do koncne tocke, medtem pa mora pobrati vsa
bremena in se izogniti vsem oviram, ki so v prostoru. Prikazana bo evolucija strategij odlocanja, ki  robotu omogocijo izvrsitev
postavljenih nalog.
Pri resevanju cetrtega problema bomo iz crk abecede z genetskim kombiniranjem izpeljali razumljiv stavek na osnovi podanih podatkov
za ucenje.
Seminar bomo sklenili s kratkim pregledom aplikacij s podrocja GP. Te so se v zadnjih letih zelo razmahnile in segajo od matematike
in fizike do racunalnistva, elektrotehnike, strojnistva,  biokemije, ekonomije in stevilnih drugih ved.
Evolucija vecine resitev bo prikazana z neposrednim zagonom sistema za GP.