Biomimetikus neuronális hálózatok evolúciója (RET Tudományos Nap 2007) Szathmáry Eörs programvezető

A csapat Szatmáry Zoltán (neurobiológia, programozás) Ittzés Péter (biológia, programozás) Számadó Szabolcs (evolúcióbiológia) Orbán Gergő (neurobiológia) Zachár István, Fedor Anna, Varga Máté (doktoranduszok) Huszár Ferenc (BME hallgató)

A Delta Elektronik együttműködői Balogh Sándor (projekt menedzser) Daróczi Lőrinc (fejlesztés vezetője) Keresztessy Attila (szoftverfejlesztő) Csiki Gábor (szoftverfejlesztő)

Tudományos háttér A nyelv eredete megoldatlan probléma Hogyan hatott a genetikai evolúció az agy fejlődésére, hogy a szimbolikus és szintaktikus kommunikáció létrejöhessen? Mi „csak” szimulálni tudunk Ámde tudunk valamit a biológiáról (biomimézis)

Célkitűzés Olyan szoftver-keretrendszer (ENGA) létrehozása és fejlesztése, amely lehetővé teszi, hogy evolúciós módszerekkel hozzunk létre különféle feladatokra szelektált, neuronális hálózattal rendelkező ágenseket

Evolúciós Neurogenetikai Algoritmus (ENGA)

Elvégzett feladatok Felhasználókat segítő kliens-rendszer Robotikus interfész Genetikai állomány kézzel való szerkeszthetősége Szelekciós sémák hatékonyságának vizsgálata Demonstráció: ágensek evolváltatása játékelméleti szituációkban

Kliensprogram Cél a felhasználóbarát működés, szimulációk tervezése programozás nélkül Projektek és kísérletek nyilvántartása (Eclipse plugin) Elemzés Tárolás a szerveroldalon (Postgres, JBoss) Installáló készlet

Kliensprogram

Robotszimulátor integráció A megtestülés (embodiment) szerepe a szimbólumok lehorgonyzásában Emergens szemantikájú, együttműködő robotok létrehozása (EU projektek) Fizikai világ szimulátor (idő tényező): ENKI robotszimulátor (Fédérale Politechnique de Lausanne, Laboratory of Intelligent Systems) Sikeres összekapcsolás

Genomok kézi szerkesztése Program, amely megadott XMLSchema segítségével lehetővé teszi, hogy ágenseinket egy parancssori felületről szerkesszük, esetleg létrehozzuk Lehetséges módosítások felajánlása és függőségek figyelése

Ágensek hatékony szelekciója Random, leastfit, kor-limitált halálozási sémák Leastfit adja a leghatékonyabb mérnöki megoldásokat Biológiai szempontból alááshatja az örökölhetőséget („vének tanácsa”)

Demonstráció: ágensek evolúciója játékelméleti szituációkban -1/1 Population Environment Speaker Listener Behaviour Signal Behaviour

C/E(-1)D(-1)D(1)D(0) D(-1)8,82,12,0 D(1)1,21,11,0 D(0)0,20,10,0 C/E(1)D(-1)D(1)D(0) D(-1)1,11,21,0 D(1)2,18,82,0 D(0)0,10,20,0 TAD(-1)D(1)D(0) D(-1)1,18,81,0 D(1)8,81,11,0 D(0)0,1 0,0 Pay-off mátrixok Koordinációs játék Munkamegosztásos játék

Koordinációs játék

Munkamegosztásos játék

Koordinációs játék

További lépések Kliens-program fejlesztése (paraméter állítás vizuális úton, monitoring) Különböző memóriatípusok (asszociatív, munka, verem) evolváltatása Térben explicit módon definiált kommunikáló populáció vizsgálata

Alkalmazás, felhasználás Eszköz a téma iránt érdeklődő kutatóknak Tervezett közös generáló platform mesterséges, kommunikáló ágensek közötti „tournament” megrendezéséhez Mérnöki kontroll architektúrák tenyésztése

Eddigi eredmények dokumentálása Előadások (pl. Szathmáry E., European Conference on Artificial Life 2007, keynote lecture) USA szabadalom benyújtása ( , 60/843,427 számmal) Publikációk: pl. Szathmáry E. et al. in Lyon, Nehaniv, Cangelosi (eds) Emergence of Communication and Language, Springer, London, 2007