Titulo Estágio
Estudo comparativo de algoritmos de decisão em Evolução Aberta
Área Tecnológica
Sistemas Evol. e Comp.
Local do Estágio
ECOS (Evolutionary and Complex Systems Group) - CISUC / DEI
Enquadramento
A teoria da evolução das espécies tem sido amplamente utilizada na investigação em inteligência artificial, nomeadamente em computação evolucionária e vida artificial. Em computação evolucionária, na maioria dos casos, não é aplicada selecção natural nestes sistemas, mas sim selecção artificial, utilizando funções de fitness para determinar quais os indivíduos (soluções) mais aptos. Já em vida artificial, apesar de também ser mais comum a utilização de funções de fitness, é possível evoluir populações de organismos virtuais utilizando um paradigma mais próximo da selecção natural. Estes sistemas são normalmente definidos como tendo Evolução Aberta (Open Ended Evolution).
No âmbito da investigação realizada no grupo ECOS, foi desenvolvido um modelo e implementada uma biblioteca (BitBang) de simulação de sistemas complexos e vida artificial. Este modelo permite a criação de experiências de vida artificial com evolução aberta. A biblioteca BitBang implementa um sistema de simulação multi-agente, e como é comum em sistemas deste tipo, cada agente tem um componente que determina a cada momento, qual a acção que vai ser executada (o cérebro). Nas experiências realizadas até ao momento foi utilizado para este componente um sistema de regras. Pretende-se agora implementar e testar um novo algoritmo para este componente, fazendo uma análise comparativa com as experiências anteriores.
Objetivo
O principal objectivo deste projecto será o de avaliar de que forma o algoritmo de decisão utilizado pelos agentes influencia a emergência de comportamentos complexos em ambiente aberto.
Para tal, deverá ser implementado um novo algoritmo para o cérebro dos agentes na biblioteca BitBang. Este algoritmo será baseado em redes neuronais artificiais. Após a implementação deste novo algoritmo, serão executadas experiências semelhantes às já criadas para teste do sistema de regras, o que nos permitirá fazer a análise comparativa dos dois algoritmos.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
1 - Introdução à Vida Artificial e Sistemas Complexos (1 mês)
Nesta fase será feito uma primeira introdução aos conceitos importantes para o projecto e estudado o estado da arte relevante. Nesta fase deverá também ser escrito em parte os primeiros capítulos da proposta de dissertação (Introdução e Estado da Arte).
3 - Estudo da biblioteca BitBang e cenários de simulação (1 mês)
Nesta fase será estudada a biblioteca de simulação a utilizar no projecto, assim como os cenários experimentais já implementados. Nesta fase poderá ser necessário implementar alguns cenários simples para familiarização com a biblioteca.
4 - Definição da arquitectura geral do componente (1 mês)
5 - Escrita da Proposta de Dissertação (1 mês)
Os tempos previstos têm em conta a dedicação a tempo parcial.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
5 - Arquitectura detalhada da componente (1 mês)
6 - Implementação da componente (1 mês)
7 - Experimentação (2 meses)
Esta fase será a de execução das simulações com os cenários já existentes, mas utilizando a nova componente desenvolvida. Deverá ser feita uma análise comparativa dos resultados, com os já existentes. Poderá ainda ser implementado um novo cenário de simulação, caso se mostre necessário.
8 - Escrita da Dissertação (1 mês)
Os tempos previstos têm em conta a dedicação a tempo integral.
Condições
Trata-se de um estágio não remunerado. O estagiário trabalhará no Laboratório do ECOS (ECOSLab) no DEI, tendo à sua disposição, para realização das experiências necessárias, um cluster com 44 CPUs.
Observações
A biblioteca BitBang está implementada em C++, pelo que será utilizada esta linguagem na implementação do novo componente e experiências.
Orientador
Tiago Baptista
baptista@dei.uc.pt 📩