Evoluční robotika - NAIL065

• Anglický název: Evolutionary Robotics
• Zajišťuje: Katedra softwaru a výuky informatiky (32-KSVI)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2004 do 2019
• Semestr: letní
• E-Kredity: 5
• Rozsah, examinace: letní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. František Mráz, CSc.
• Třída: Informatika Mgr. - Teoretická informatika
• Kategorizace předmětu: Informatika > Teoretická informatika

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_KSVI (05.05.2004)

Evolučná robotika je technika automatického programovania autonómnych robotov. Prednáška sa zaoberá problémom ako roboty učiť riešiť úlohy namiesto ich priameho programovania. Algoritmy modelujúce evolúciu (prevažne genetické algoritmy s neurónovými sieťami) umožňujú, aby si roboty sami vyvinuli svoje schopnosti v interakcii s prostredím. V rámci cvičenia budú študenti pracovať so simulátormi robotov a robotickou stavebnicou.

angličtina

Poslední úprava: T_KSVI (05.05.2004)

Evolutionary robotics is a technique of automatic programming of autonomous robots. The lecture shows how robot can be learned to solve tasks instead of their direct programming. Algorithms simulating natural evolution (mainly genetic algorithms with neural networks) enable the robots to evolve their abilities in interaction with their environment. In the accompanying seminary, the students will work with robot simulators and robotic kits.

Literatura

Poslední úprava: RNDr. František Mráz, CSc. (05.05.2015)

S. Nolfi, D. Floreano: Evolutionary robotics: the biology, intelligence and technology of self-organizing machines, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 2000

R. C. Arkin: Behavior-based robotics, The MIT Press, Cambridge, Massachusetts, 1998

D. Floreano, C. Mattiussi: Bio-Inspired Artificial Intelligence: Theories, Methods, and Technologies, MIT Press, 2008

Sylabus

čeština

Poslední úprava: RNDr. František Mráz, CSc. (05.05.2015)

• Robotika založená na správaní (behaviour-based robotics), učenie robotov, umelý život (artificial life). Inžinierske motivácie, biologické motivácie.

• Genetické algoritmy, umelé neurónové siete, riadenie robota neurónovou sieťou, evolúcia neurónových sietí, genetické programovanie. Evolúcia robotov - simulovaná a reálna.

• Evolúcia jednoduchej navigácie - priamy pohyb s obchádzaním prekážok.

• Reaktívna inteligencia, sensorovo-motorová koordinácia.

• Modulárne riadenie, evolúcia modulárnej architektúry.

• Vzťah učenia a evolúcie ako dvoch foriem (biologickej) adaptácie.

• Kompetitívna ko-evolúcia, model "dravec-korisť".

• Genotyp, fenotyp, zobrazenie genotypu na fenotyp.

• Evolúcia zložitejších kráčajúcich robotov.

• Evolučné učenie neurónových sietí - algoritmy SANE, ESP a NEAT.

• Robotické roje - príklady využitia, koordinovaný prieskum, premiestňovanie a zhlukovanie, rekonfigurovatelné roboty.

• Od simulácie k realite - konštrukcia fyzických robotov na základe výsledkov simulácie.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. František Mráz, CSc. (05.05.2015)

• Behavior-based robotics, robot learning, artificial life. Engineering perspective, biological perspective.

• Genetic algorithms, artificial neural networks, neural control of a robot, evolution of neural networks, genetic programming. Robot evolution - simulated and physical.

• Evolution of simple navigation - straight motion with obstacle avoidance.

• Reactive intelligence, sensory-motor coordination.

• Modular control architecture, evolution of a modular architecture.

• Learning and evolution - two forms of (biological) adaptation.

• Competitive co-evolution, a predator-prey model.

• Genotype, phenotype, mapping of genotype into phenotype.

• Evolution of complex walking robots.

• Evolutionary learning of neural networks - algorithms SANE, ESP and NEAT.

• Robotic swarms - examples of usage, coordinated exploration, transportation and clustering, reconfigurable robots.

• From simulation to reality - construction of physical robots based on results from a simulation.