Titulo Estágio
Evolução de Criaturas Virtuais
Áreas de especialidade
Sistemas Inteligentes
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).
Em 1994, Karl Sims publicou dois artigos, que se vieram a tornar famosos, sobre a evolução de criaturas virtuais em ambientes 3D simulados, evoluindo morfologia e comportamentos adaptados a diversas tarefas.
Objetivo
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, incorporando motores 3D e de física. Pretende-se testar a evolução de criaturas virtuais em ambiente aberto, utilizando a biblioteca BitBang.
O principal objectivo deste projecto será o de investigar a evolução de criaturas virtuais, utilizando evolução aberta. Para tal deverá ser implementada uma simulação multi-agente, recolhendo inspiração no trabalho original de Karl Sims, e noutros trabalhos posteriores. Este sistema deverá ser implementado utilizando a biblioteca BitBang. Através das experiências executadas no sistema implementado, deverá ser possível analisar a morfologia e comportamentos evoluídos, fazendo um comparação com os resultados originais de Karl Sims, assim como dos outros trabalhos posteriores.
Plano de Trabalhos - Semestre 1
1 - Introdução à Vida Artificial e Evolução de Criaturas Virtuais (1,5 meses)
Nesta fase será feita uma primeira introdução aos conceitos importantes para o projecto e estudado o estado da arte relevante. Nesta fase deverá também ser escrita parte dos primeiros capítulos da proposta de dissertação (Introdução e Estado da Arte).
2 - Estudo da biblioteca BitBang (1 mês)
Nesta fase será estudada a biblioteca de simulação a utilizar no projecto, assim como alguns cenários experimentais já implementados. Nesta fase poderá ser necessário implementar alguns cenários simples para familiarização com a biblioteca e teste da componente de simulação física.
3 - Definição da arquitectura geral dos agentes e ambiente (3 semanas) 4 - Escrita da Proposta de Dissertação (1 mês)
Os tempos previstos têm em conta a dedicação a tempo parcial.
Plano de Trabalhos - Semestre 2
5 - Definição da arquitectura detalhada da simulação (1 mês)
6 - Implementação e testes iniciais (2 meses)
Nesta fase será feita a implementação do sistema, assim como executados alguns testes simples para verificação da arquitectura desenhada.
7 - Experimentação (1 mês)
Nesta fase deverão ser executadas experiências de simulação com o sistema desenvolvido, e analisados os resultados obtidos.
8 - Escrita da dissertação (1 mês)
Os tempos previstos têm em conta a dedicação a tempo integral.
Condições
O estágio é não remunerado. O estagiário trabalhará no Laboratório do ECOS (ECOSLab) no DEI, tendo à sua disposição, para realização das experiências necessárias, um cluster de computação de alta performance com 64 CPUs.
Observações
O vídeo de apresentação do trabalho de Karl Sims, apresentado na SIGGRAPH, pode ser visto em: http://archive.org/details/sims_evolved_virtual_creatures_1994
Orientador
Tiago Baptista
baptista@dei.uc.pt 📩