8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Hybrid Computational Intelligence Schemes in Complex Domains: An Extended Review Athanasios Tsakonas and George.

Παρουσίαση με θέμα: "8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Hybrid Computational Intelligence Schemes in Complex Domains: An Extended Review Athanasios Tsakonas and George."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Hybrid Computational Intelligence Schemes in Complex Domains: An Extended Review Athanasios Tsakonas and George Dounias University of the Aegean

2 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Υβριδικά Υπολογιστικά Συστήματα σε Σύνθετα Περιβάλλοντα Μέθοδοι της Υπολογιστικής Νοημοσύνης (Υ.Ν.) Υβριδισμός των μεθόδων της Υ.Ν. Εφαρμογές (Applications) Επίλογος / Συμπεράσματα

3 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Μέθοδοι της Υ.Ν. Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα Ασαφής Λογική Εξελικτικός Υπολογισμός (Evolutionary Computation) Μηχανική Μάθηση Ευρετικοί/Μετα-ευρετικοί Αλγόριθμοι Αλλες Μέθοδοι

4 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα (ΤΝΝ) Ιδέα: Αναπαράσταση ανθρώπινου νευρικού συστήματος Πολύ καλά σε: –μοντελοποίηση μή-γραμμικών προβλημάτων –προσαρμοστικότητα Καλά σε: –μοντελοποίηση ανθρώπινης επικοινωνίας και λογικής –μοντελοποίηση αριθμητικών δεδομένων –απλότητα στην υλοποίηση –μοντελοποίηση μη-αριθμητικών δεδομένων –σταθερότητα - «ρωμαλεότητα» (robustness)

5 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Ασαφής Λογική Ιδέα: Η απλότητα και αποδοτικότητα του τρόπου που ενεργεί και κρίνει ο άνθρωπος σε ανακριβείς και ελλιπείς (αριθμητικές) πληροφορίες Πολύ καλή σε: –μοντελοποίηση αβεβαιότητας –μοντελοποίηση ανθρώπινης επικοινωνίας και λογικής –παραγωγή ερμηνευόμενων και ξεκάθαρων υποδειγμάτων Καλή σε: –μοντελοποίηση μή-γραμμικών προβλημάτων –απλότητα στην υλοποίηση –μοντελοποίηση αριθμητικών, μη-αριθμητικών δεδομένων –προσαρμοστικότητα

6 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Εξελικτικός Υπολογισμός Γενετικοί Αλγόριθμοι, Εξελικτικός Προγραμματισμός, Εξελικτικές Στρατηγικές, Γενετικός Προγραμματισμός Ιδέα: Αλληγορική μεταφορά της βιολογικής εξέλιξης Πολύ καλός σε: –μοντελοποίηση μή-γραμμικών προβλημάτων –απλότητα στην υλοποίηση –προσαρμοστικότητα –βελτιστοποίηση Καλός σε: –σταθερότητα - ρωμαλεότητα –ρύθμιση-βαθμονόμηση παραμέτρων –μοντελοποίηση αριθμητικών, μη-αριθμητικών δεδομένων

7 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Μηχανική Μάθηση Ιδέα: Αναπαραγωγή της ανθρώπινης εκμάθησης Πολύ καλή σε: –μοντελοποίηση μή-γραμμικών προβλημάτων –μοντελοποίηση ανθρώπινης επικοινωνίας και λογικής –παραγωγή ερμηνευόμενων και ξεκάθαρων υποδειγμάτων –μοντελοποίηση μη-αριθμητικών δεδομένων Καλή σε: –μοντελοποίηση αβεβαιότητας –απλότητα στην υλοποίηση –υπολογιστικό κόστος

8 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Ευρετικοί/Μετα-ευρετικοί Αλγόριθμοι-Άλλες Μέθοδοι Αναζήτηση Tabu (Tabu Search) Βελτιστοποίηση Αποικίας Μυρμηγκιών (Ant-Colony Optimization) Επαναλαμβανόμενη Τοπική Αναζήτηση (Iterated Local Search) Λογική βασισμένη σε παραδείγματα (Case- Based Reasoning)

9 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Αδυναμίες των μεθόδων της Υπολογιστικής Νοημοσύνης Tεχνητά N.N. –παραγωγή ερμηνευόμενων και ξεκάθαρων υποδειγμάτων –μοντελοποίηση αβεβαιότητας –ρύθμιση-βαθμονόμηση παραμέτρων –βελτιστοποίηση Μηχανική μάθηση –μοντελοποίηση αριθμητικών δεδομένων –προσαρμοστικότητα –ρύθμιση-βαθμονόμηση παραμέτρων –σταθερότητα - ρωμαλεότητα –βελτιστοποίηση Ασαφής Λογική –σταθερότητα - ρωμαλεότητα –ρύθμιση-βαθμονόμηση παραμέτρων –βελτιστοποίηση Εξελικτικός Υπολογισμός –παραγωγή ερμηνευόμενων και ξεκάθαρων υποδειγμάτων –υπολογιστικό κόστος –δεν εφαρμόζεται σε μοντελοποίηση αβεβαιότητας, ανθρώπινης επικοινωνίας και λογικής (εξαίρεση: Γεν.Προγρ/μός)

10 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Υβριδισμός Τεχν.Νευρωνικά Δίκτυα + Ασαφής Λογική Ασαφής Λογική+Εξελικτ.Υπολογισμός Τεχν.Νευρωνικά Δίκτυα + Εξ.Υπολογισμός Μηχ.Μάθηση + Ασαφής Λογική Μηχ.Μάθηση + Εξελικτ.Υπολογισμός Αλλα Υβριδικά Συστήματα

11 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα + Ασαφής Λογική ANFIS (Jang 1993) NEFCLASS (Nauck & Kruse 1995) GARIC (Berenji & Khedkar 1992) ASAFES2 (Zikidis & Vasilakos 1996) Neuro-Fuzzy Classification & Clustering (Bezdek 1992, Simpson 1992)

12 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Ασαφής Λογική + Εξελικτικός Υπολογισμός Συστήματα κανόνων ασαφούς λογικής όπου ο εξελικτικός υπολογισμός δημιουργεί ή ρυθμίζει τη βάση κανόνων (Karr 1991, Lee & Tagaki 1993, Alba et al. 1996) Συστήματα εξελικτικού υπολογισμού όπου η ασαφής λογική καθοδηγεί την εξέλιξη (Lee & Tagaki 1993, Cordon et al.1995, Herrera et al. 1995)

13 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα + Εξελικτικός Υπολογισμός O εξελικτικός υπολογισμός χρησιμοποιείται για δημιουργία τεχνητών νευρωνικών (Miller et al. 1989, δικτύων ή για εκπαίδευσή τους (Montana & Davis 1989, Whitley et al. 1990, Fogel et al. 1990) ή και τα δύο (Εdwards et al. 2001). Αλλες συνεργατικές αρχιτεκτονικές (Υeun et al. 1999)

14 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Μηχανική Μάθηση + Ασαφής Λογική Fuzzy-ID3 (Weber 1992) Ασαφή Δέντρα Απόφασης (Wang 2001, Wang &Yeung 2002) Aσαφής Μηχανική Μάθηση (Castro et al. 2001)

15 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Μηχανική Μάθηση + Εξελικτικός Υπολογισμός Γενετική Mηχανική Μάθηση (Sette & Boullart 2000) Δέντρα απόφασης από εξελικτικό υπολογισμό (Koza 1992) Eπαγωγικός Γενετικός Προγραμματισμός (Nikolaev & Iba 2001)

16 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Δημοσιεύσεις ανά χώρο εφαρμογής

17 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Δημοσιεύσεις ανά τεχνολογία

18 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Δημοσιεύσεις ανά έτος

19 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Δημοσιεύσεις Yβριδικών Συστημάτων ανά έτος (έρευνα CoIL) Πηγή: CoIL Roadmap, University of Amsterdam,2001

20 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Σταθμικός Αριθμός Δημοσιεύσεων ανά έτος (έρευνα CoIL) Πηγή: CoIL Roadmap, University of Amsterdam,2001

21 8/4/2002Α.Τσάκωνας, Γ.Δούνιας, SETN-02 Επίλογος Προς αναγνώριση των επιμέρους δυνατοτήτων των τεχνικών της υπολογιστικής νοημοσύνης και συνδυασμένη χρήση αυτών Εφαρμογές σε συστήματα ελέγχου, ανάλυση δεδομένων και προσέγγιση συναρτήσεων, αναγνώριση σύνθετων δυναμικών, χαοτικών και χρονομεταβλητών πεδίων, ιατρική διάγνωση και βιομηχανικός προγραμματισμός, εφαρμογές αποφάσεων