Семинар по бионическим системам (КИИ-2008)

1 октября 2008 г. в г. Дубна в рамках 11-й Национальной конференции по искусственному интеллекту прошел семинар "Бионические информационные системы и методы решения практических задач". Всего было получено 8 докладов из 6 городов: Брянск, Донецк, Москва, Таганрог, Томск, Ульяновск. Тематика докладов включает следующие направления:

Искусственные нейронные сети.

Эволюционные алгоритмы.

Адаптивное поведение и искусственная жизнь.

Многоагентные системы.

Гибридные и меметичные алгоритмы.

Алгоритмы оценки распределений и байесовой оптимизации.

Алгоритмы ройной оптимизации и муравьиной колонии.

Искусственные иммунные системы.

Применение бионических алгоритмов для решения практических задач.

Теория бионических алгоритмов.

Методы разработки эффективной программной и аппаратной реализации алгоритмов.

Разработка инструментальных комплексов для реализации и исследования адаптивных систем.

В результате работы семинара было принято решение сделать веб-страницу, на которой были бы представлены материалы семинара и общая информация.

В заключение хотелось бы выразить благодарность руководителям семинара Л.А. Зинченко и В.М. Курейчику, членам рабочей группы и оргкомитету КИИ-2008 за организацию и проведение семинара.

Материалы семинара

Состав рабочей группы:
д.т.н., профессор Д.И. Батищев (Н. Новгород)
д.ф.-м.н., профессор А.А. Жданов (Москва)
д.т.н., профессор Л.А.Зинченко (Москва) (со-председатель)
д.т.н., профессор В.М.Курейчик (Таганрог) (со-председатель)
к.б.н., в.н.с., В.А. Непомнящих (Ярославль)
д.ф.-м.н., профессор В.Г. Редько (Москва)
к.т.н., доцент С.Н. Сорокин (Москва)
к.т.н., доцент Ю.Р. Цой (Томск) (секретарь)
д.т.н., профессор Н.Г. Ярушкина (Ульяновск)

1. Зинченко Л.А., Сорокин Б.С. Бионические информационные системы в проектировании микро- и наносистем // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
В докладе рассматриваются различные подходы к использованию бионических информационных систем в задачах проектирования микро- и наносистем. Проводится сравнение эффективности различных подходов. Показано, что выбор метода оценки пригодности альтернативных решений является одним из основных факторов, влияющих на эффективность нахождения лучшего решения.

Текст статьи [pdf (124 Kb)]

2. Казаков П.В. Оптимизация многоэкстремальных функций на основе кластерной модификации генетического алгоритма // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
В работе представлена модификация стандартного генетического алгоритма на основе использования кластеров решений. Данная версия генетического алгоритма расширяет функциональность простого генетического алгоритма при решении задач оптимизации многоэкстремальных функций. Представлены результаты экспериментов, демонстрирующие возможности предлагаемой модификации генетического алгоритма.

Текст статьи [pdf (295 Kb)]

Презентация [ppt (415 Kb)]

3. Редько В.Г., Цой Ю.Р. Оценка скорости и эффективности эволюции для простых вариантов генетического алгоритма // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
Подводятся итоги работ авторов по оценке эффективности простых вариантов генетического алгоритма (ГА). Для случая поиска экстремума унимодальной функции N бинарных переменных ГА без скрещивания обеспечивает нахождение оптимума при анализе порядка N^2 вариантов. Аналогичные оценки справедливы также для а) эволюционной модели узкого канала и б) модели эволюционного поиска минимума энергии спинового стекла.

Текст статьи [pdf (136 Kb)]

Презентация [ppt (298 Kb)]

4. Сорокин С.Н. Применение операторов многородительского скрещивания к эволюционному проектированию вибраторных антенн // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
В докладе рассматривается применение многородительских генетических алгоритмов для автоматизированного проектирования вибраторных антенн. Результаты компьютерного моделирования позволяют сделать вывод, что увеличение числа родителей приводит к генерации лучших альтернативных решений.

Текст статьи [pdf (170 Kb)]

5. Ярушкина Н.Г., Стецко А.А. Генетическая оптимизация при автоматизированном проектировании вычислительных сетей // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
В статье рассмотрены возможности генетической оптимизации для различных этапов проектирования вычислительных сетей (ВС). Для основных задач проектирования: поиска топологии ВС, выбора активного коммуникационного оборудования, размещения коммутационных узлов, размещения сервисов по серверам ВС описываются схемы генетической оптимизации. Для каждой задачи сформулированы особенности формирования исходных популяций, кодирования хромосом и целевых функций. Каждая целевая функция выражается алгоритмически, как процедура моделирования трафика ВС. На основе разработанного подхода к генетической оптимизации создан программный продукт - САПР ВС. В статье приведены конкретные результаты генетической оптимизации на основе моделирования трафика ВС.

Текст статьи [pdf (147 Kb)]

6. Федяев О.И., Махно Ю.С. Система распознавания зашумлённых и искажённых графических образов на основе нейронной сети типа неокогнитрон // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
Разработана программная модель искусственной нейронной сети типа неокогнитрон для распознавания графических образов при наличии различного вида искажений. Рассмотрен алгоритм обучения и особенности функционирования неокогнитрона, отмечены его достоинства и недостатки при распознавании образов, подверженных искажениям.

Текст статьи [pdf (197 Kb)]

7. Цой Ю.Р. Вычислительные регуляторные сети и самоадаптивный нейроэволюционный алгоритм // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
В докладе описывается концепция вычислительных регуляторных сетей (ВРС), объединяющая искусственные нейронные сети, эволюционные вычисления и генные регуляторные сети. Рассматриваются основные отличия ВРС от нейронных сетей. Описывается алгоритм эволюции ВРС с самоадаптацией, и представлены результаты первых исследований на примере задач классификации, показывающие его работоспособность.

Текст статьи [pdf (153 Kb)]

8. Цой Ю.Р., Янковская А.Е. Генетический алгоритм и его модификация для формирования оптимального подмножества тестов // Одиннадцатая национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием КИИ-2008 (29 сентября - 3 октября 2008г., Дубна): Труды конференции. -- 2008.

Аннотация
Рассматривается проблема выбора оптимального подмножества безызбыточных безусловных диагностических тестов (ББДТ) с использованием эволюционного подхода. Приводится генетический алгоритм и результаты исследования его эффективности для матриц псевдослучайных ББДТ. Показывается высокая сходимость алгоритма. Излагается модификация алгоритма, предназначенная для повышения качества результатов для матриц ББДТ большой размерности.

Текст статьи [pdf (142 Kb)]

Презентация [ppt (1538 Kb)]