47327396 inteligenta artificiala viata artificiala

Click here to load reader

Post on 05-Dec-2014

54 views

Category:

Documents

14 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

asxcv

TRANSCRIPT

Inteligen artificial14. Viaa artificialFlorin LeonUniversitatea Tehnic Gh. Asachi Iai Facultatea de Automatic i Calculatoare http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htmFlorin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Viaa artificial1. 2. 3. 4. 5. 6. Introducere Automate celulare Sisteme Lindenmeyer Inteligena colectiv Simulri bazate pe ageni Concluzii

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

2

Viaa artificial1. 2. 3. 4. 5. 6. Introducere Automate celulare Sisteme Lindenmeyer Inteligena colectiv Simulri bazate pe ageni Concluzii

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

3

Termenul ALife

Propus la un workshop organizat de Los Alamos National Laboratory, 1987 Domeniul ncearc s mbine cercetrile multidisciplinare cu privire la modelrile i simulrile biologice Aceste fenomene sunt neliniare, ceea ce poate conduce la:

Haos: schimbri mici n condiiile iniiale produc diferene mari la rezultate Trsturi de nivel superior: emergen, atractori4

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Caracteristicile simulrilor ALife

Abordare bottom-up Control local Reguli simple de aciune Modele multi-agent

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

5

Viaa natural i viaa artificial

Dicionarul Webster:

Viaa este condiia general care distinge organismele de elementele anorganice i de organismele moarte, manifestat prin:

cretere pe baza metabolismului mijloace de reproducere reglaj intern ca rspuns la mediu

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

6

Scopurile vieii artificiale

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

7

VA i IA

Viaa artificial este pentru biologie ceea ce inteligena artificial este pentru psihologie Simulrile bazate pe ageni sunt interesante i pentru sociologie i psihologie social

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

8

Viaa artificial1. 2. 3. 4. 5. 6. Introducere Automate celulare Sisteme Lindenmeyer Inteligena colectiv Simulri bazate pe ageni Concluzii

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

9

Sisteme complexe

Sunt sisteme dinamice alctuite din componente similare, cu o structur relativ simpl Componentele interacioneaz dup reguli locale, de asemenea simple (uor de neles) Comportamentul global al unui astfel de sistem este emergent

Nu poate fi estimat apriori pe baza regulilor locale i nu poate fi explicat uor10

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Automate celulare

engl. cellular automata Mediul este o latice, o mulime discret de celule alturate Timpul este de asemenea discret Celulele au o serie de proprieti care se pot modifica n timp (au stare) Starea unei celule la momentul t+1 depinde de starea proprie i de starea altor celule vecine la momentul t Actualizrile strilor se fac n paralelFlorin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

11

Exemplu

Automat celular unidimensional

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

12

Exemplu

Automat celular bidimensional

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

13

Tipuri de mediuinfinit

limite fixe, cu stri predefinite limite reflective, influeneaz numai celulele interioare

periodic

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

14

Exemplu

XOR

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

15

Rezultate

Configuraie simetric, 128 de pai

Configuraie iniial aleatorie, apar totui modele n evoluie

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

16

Jocul vieii

engl. Game of Life, Conway (1970) Automat celular bidimensional Fie n numrul de vecini vii ai unei celule Reguli:

Dac n < 2, celula moare de singurtate Dac n > 3, celula moare de supra-aglomerare Dac n = 3, celula renate (se nate o nou celul) Altfel, celula i pstreaz starea anterioar17

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Modele emergente

Modele statice

Modele de dezvoltare

Modele oscilante

Modele glisante

Modele instabile (neperiodice)18

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

http://florinleon.byethost24.com/home/prog_jt.htm19Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Proprietatea de calcul universal

Capacitatea de a putea calcula tot ce poate fi calculat

Maina TuringMemorie: modelele statice Numrtoare: modelele oscilante Flux de informaii: modelele glisante

Automatele celulare

Nu se poate spune dac o anumit configuraie va genera n timp configuraia nul sau va evolua ntr-o configuraie stabil sau periodic

Problema opririi la Maina Turing: nu se poate prezice dac pentru o anumit intrare, un algoritm se va termina sau va rula la infinit20

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Viaa artificial1. 2. 3. 4. 5. 6. Introducere Automate celulare Sisteme Lindenmeyer Inteligena colectiv Simulri bazate pe ageni Concluzii

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

21

Sisteme Lindenmeyer

engl. Lindenmeyer systems, L-systems Propus iniial ca formalism matematic pentru modelarea creterii plantelor (Aristid Lindenmeyer, biolog, 1968) Sistem de producie+ rotete dreapta - rotete stnga [ salveaz poziia i unghiul ] reface poziia i unghiulFlorin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

22

23Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

LOGO

Turtle graphics

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

24

Exemple

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

25

Exemple

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

26

Modele 3D

ment

traista ciobanuluiFlorin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

27

Fractali

Structuri auto-similare la scri multiple

O poriune mic dintr-un fractal arat la fel ca ntregul

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

28

Exemple

Ferig fractal

Model al sistemului vascular29

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

http://florinleon.byethost24.com/home/prog_gf.htm30Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Viaa artificial1. 2. 3. 4. 5. 6. Introducere Automate celulare Sisteme Lindenmeyer Inteligena colectiv Simulri bazate pe ageni Concluzii

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

31

Albinele: cutarea hranei

Colectarea hranei depinde de timpul de ateptare la livrarea hranei n stup

Dac stupul are deja mult hran, albinele care o depoziteaz au nevoie de mai mult timp pentru a gsi celule goale Timpul de ateptare mai mare determin albinele colectoare s caute hran de calitate mai bun, mai greu de gsit i care necesit deci mai mult timp

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

32

Viespile: diferenierea rolurilor

Organizarea: un singur ef, un grup de cuttori de hran i un grup de ngrijitori ai larvelor

Toate rolurile sunt ocupate de viespi identice din punct de vedere genetic For determin mobilitatea Pragul de cutare probabilitatea de a merge s caute hran (prag mai mic probabilitate mai mare)

Fiecare viespe are doi parametri:

Larvele au un parametru Cerere, care stimuleaz cuttorii33

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Viespile: diferenierea rolurilor

Cnd 2 viespi se ntlnesc, are loc o confruntare, cu probabilitatea de succes:

Cnd larvele primesc hran, Cererea scade

Cutarea hranei scade Cererea i deci i stimularea de a cuta hraneful se plimb prin cuib i confrunt alte viespi, astfel nct echilibreaz variabilele din cadrul populaiei Auto-organizare prin interaciuni repetate:

Cuttori: For mare i Prag de cutare mic ngrijitori: For mic i Prag de cutare mare ef: For mare i Prag de cutare mare34

Florin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

Termite: construirea muuroiului

Termitele depun resturi de metabolizare, care conin feromoni Alte termite vor depune resturi lng grmezile cu feromoni mai puternici Concentraia de feromoni scade n timp La nceput apar depozite distribuite aleatoriu Apoi apar coloane Coloanele se unesc prin arceFlorin Leon, Inteligenta artificiala, http://florinleon.byethost24.com/curs_ia.htm

35

Furnicile: sortarea

Furnicile au tendina s grupeze hrana, larvele

Dac se distribuie coninutul unui muuroi pe o suprafa p