Evolution and Learning of Virtual Robots

• Název práce v češtině: Evoluce a učení virtuálních robotů
• Název v anglickém jazyce: Evolution and Learning of Virtual Robots
• Klíčová slova: evoluce virtuálních organizmů, koevoluce stavby těla a chování robota, morfologická plasticita, neuronové sítě, učení
• Klíčová slova anglicky: Evolution of Virtual Creatures, Body-brain Coevolution, Morphological Plasticity, Neural Networks, Learning
• Akademický rok vypsání: 2007/2008
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Vedoucí / školitel: RNDr. František Mráz, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 09.11.2007
• Datum zadání: 09.11.2007
• Datum a čas obhajoby: 26.09.2016 10:30
• Datum odevzdání elektronické podoby: 31.05.2016
• Datum odevzdání tištěné podoby: 31.05.2016
• Datum proběhlé obhajoby: 26.09.2016
• Oponenti: prof. Ing. Vladimír Kvasnička, DrSc.

Zásady pro vypracování

Téma doktorskej práce vychádza z diplomovej práce uchádzača. Pri evolučnom vývoji umelých robotických organizmov ide o modelovanie prírodného procesu vývoja živých organizmov. Tento vývoj zahrnuje vývoj morfológie (stavby tela organizmu) a vývoj riadiaceho systému, ktorý riadi koordináciu rôznych častí tela umožňujúcu napr. plazenie, skákanie alebo plávanie organizmu. Z posledných desiatich rokov je známych niekoľko úspešných pokusov o modelovanie prírodnej evolúcie. Pri tomto vývoji hrá veľmi podstatnú úlohu kombinovanie vývoja morfológie a riadiaceho systému umelého organizmu.

V niekoľkých prácach bolo ukázané, že takto vyvinuté organizmy dokážu riešiť úspešne základné úlohy a efektívne sa pohybovať v danom prostredí. Na druhú stranu sú tieto organizmy značne obmedzené na prostredie, pre ktoré boli vyvíjané, pretože nedokážu meniť svoj riadiaci systém počas svojho života. V iných prácach boli vyvíjaní takzvaní plastickí jedinci, ktorí majú nemennú stavbu tela, ale dokážu sa učiť (meniť svoje riadenie) počas svojho života0. Takéto roboty často dokážu riešiť danú úlohu lepšie než roboty sa zafixovaným riadením. Doktorand by mal v svojej práci navrhnúť algoritmy pre vývoj robotických organizmov, ktoré sa dokážu učiť. Cieľom práce teda bude navrhnúť evolučné metódy pre súčasný vývoj morfológie a riadenia robotických organizmov schopných zlepšovať svoje riadenie učením.

Seznam odborné literatury

[1] D. Floreano, F. Mondada, A. Perez-Uribe, and D. Roggen: Evolution of Embodied Intelligence. In: F. Iida et al. (Eds.): Embodied Artificial Intelligence, LNAI 3139,Springer Berlin, 2004, pp. 293–311.
[2] S. Nolfi and D. Floreano: Evolutionary Robotics: The Biology, Intelligence, and Technology of Self-Organizing Machines. Cambridge, MA: MIT Press/Bradford Books, 2000.
[3] J. J McDowell, Paul L. Soto, J. Dallery, S. Kulubekova: A computational theory of adaptive behavior based on an evolutionary reinforcement mechanism. In: Proc. of the 8th annual conference on Genetic and evolutionary computation, ACM Press, New York, 2006, pp. 175–182.
[4] K.Sims: Evolving 3D Morphology and Behavior by Competition. In: Brooks & Maes (Eds.): Artificial Life IV Proceedings, MIT Press, 1994, pp.28-39.
[5] K. O. Stanley, B. D. Bryant, I. Karpov and R. Miikkulainen: Real-Time Evolution of Neural Networks in the NERO Video Game, Proceedings of the Twenty-First National Conference on Artificial Intelligence (AAAI-2006, Boston, MA). Meno Park, CA: AAAI Press. 1671-1674.