Архитектуры и модели автономных когнитивных систем
Проект РФФИ № 13-01-00399
В проекте выполнены следующие
исследования.
Разработана
и исследована оригинальная модель взаимодействия между обучением и эволюцией в
популяции автономных агентов. Модель исследовалась путем компьютерного
моделирования. В результате моделирования были количественно изучены следующие
механизмы взаимодействия между обучением и эволюцией: а) генетическая
ассимиляция (переоткрытие эволюционным путем
оптимума, первоначально найденного путем обучения), б) эффект экранирования
(торможение эволюционной оптимизации при сильном обучении) и в) значительное
ускорение генетической ассимиляции и эволюционного процесса под влиянием
нагрузки на обучение. Показано, что перечисленные эффекты наблюдаются при
следующих предположениях:
-
Каждый агент эволюционирующей популяции имеет генотип и фенотип.
-
Генотип и фенотип представляют собой цепочки символов одинаковой формы.
-
Генотипы предаются от родителей к потомкам с небольшими мутациями. Генотип
агента не меняется в течение его жизни.
-
Начальный фенотип агента равен его генотипу.
-
Имеется определенная оптимальная цепочка символов, которая ищется в процессе
обучения и эволюции.
-
Фенотип существенно модифицируется путем обучения в течение жизни агентов. В
процессе обучения фенотип приближается к оптимальной цепочке.
-
Отбор агентов в новое поколение определяется конечными фенотипами агентов.
Построены
и исследованы модели автономных агентов, строящих когнитивные карты и
использующих аналоги «клеток места» в своей нейронной сети.
Разработаны
и исследованы модели автономных агентов, обладающих внутренними мотивациями,
направленными на развитие внутренних моделей взаимодействия с внешней средой и
на предсказуемость результатов поведения агентов. Показано, что результаты
моделирования качественно согласуются с данными биологических экспериментов по
рыбам, исследующим лабиринты.
Построены
и исследованы модели автономных агентов, формирующих знания о ситуациях,
предсказания результатов действий, оценки расстояния между текущими ситуациями
и целевыми. Построена и исследована компьютерная модель формирования планов
достаточно сложного поведения агентов на основе предсказаний результатов
отдельных действий.
Построены
и исследованы модели многоагентных систем,
использующих агентов-посланников для передачи информации внутри системы.
Исследована прикладная многоагентная модель
распределения сельскохозяйственных земель в малом регионе.
Развита
концепция моделирования когнитивной эволюции.
Библиографический
список публикаций по проекту № 13-01-00399 (2013 -
1. Red’ko V.G. Interaction between learning and evolution in
populations of autonomous agents // International Journal of Computing. 2013.
V. 12. No 1. P. 42-47.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko1.pdf
2. Red’ko V.G. Optimization of autonomous agents by means of
learning and evolution // Biologically Inspired Cognitive Architectures. 2013.
Vol. 6. PP. 18-22.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko2.pdf
3. Редько В.Г. Механизмы взаимодействия между обучением и эволюцией // Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2013. ХV Всероссийская научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2013": Сборник научных трудов. В 3-х частях. Ч.2. М.: НИЯУ МИФИ, 2013. С. 257-266.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko3.pdf
4. Сохова З.Б., Шикзатов Р.Р. Модель кооперирующихся агентов-охранников с потребностями и мотивациями // Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2013. ХV Всероссийская научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2014". Сборник научных трудов. В 3-х частях. Ч.2. М.: НИЯУ МИФИ, 2013. С. 274-281.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/SokhovaShikzatov4.pdf
5. Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции: заделы, первые результаты, перспективы // Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях. Труды III Всероссийской конференции. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2013. С. 131-133.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko5.pdf
6. Редько В.Г., Сохова З.Б. Модель прозрачной рыночной экономики // Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях. Труды III Всероссийской конференции. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2013. С. 134-135.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoSokhova6.pdf
7. Редько В.Г., Сохова З.Б. Многоагентная модель честной рыночной экономики. Первые результаты // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. науч. трудов VII-й международной научно-технической конференции. В 3-х томах. Т.2. – М.: Физматлит, 2013. С. 695-703.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoSokhova7.pdf
8. Шарипова Т.И., Бесхлебнова Г.А. Моделирование поведения агентов на основе использования метода нейронного газа // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. науч. трудов VII-й международной научно-технической конференции. В 3-х томах. Т.2. – М.: Физматлит, 2013. С. 695-703.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/SharipovaBeskhlebnova8.pdf
9. Сохова З.Б. Модель взаимодействия агентов инвесторов и производителей в среде прозрачной рыночной экономики // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации. Сборник трудов VII Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. М.: МГТУ МИРЭА, 2013. Часть I. С. 16-23.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Sokhova9.pdf
10. Шарипова Т.И. Моделирование поискового поведения агентов с использованием метода нейронного газа // Искусственный интеллект: философия, методология, инновации. Сборник трудов VII Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых учёных. М.: МГТУ МИРЭА, 2013. Часть I. С. 28-34.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Sharipova10.pdf
11. Редько В.Г. Как исследовать эволюционное происхождение интеллекта? // VII Всероссийская междисциплинарная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Искусственный интеллект: философия, методология, инновации». Материалы пленарного заседания. М.: МГТУ МИРЭА, 2013. С. 3-24.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko11.pdf
12. Редько В.Г., Шарипова Т.И. Использование метода нейронного газа для моделирования поискового поведения агентов // Труды НИИСИ РАН, 2013. Т. 3. № 2. С. 22-25.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoSharipova12.pdf
13. Редько В.Г., Редько О.В. Модель формирования простого вида импринтинга в процессе обучения и эволюции автономных агентов // Труды НИИСИ РАН, 2013. Т. 3. № 2. С. 50-60.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoRedko13.pdf
14. Редько В.Г., Сохова З.Б. Многоагентная модель прозрачной рыночной экономической системы // Труды НИИСИ РАН, 2013. Т. 3. № 2. С. 61-65.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoSokhova14.pdf
15. Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции – перспективное направление междисциплинарных исследований // Труды НИИСИ РАН, 2013. Т. 3. № 2. С. 84-94.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko15.pdf
16. Редько В.Г. Взаимодействие между обучением и эволюцией: на стыке теорий Дарвина и Ламарка // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. науч. трудов VII-й международной научно-технической конференции М.: Физматлит, 2013 (Материалы пленарных докладов, в печати).
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko16.pdf
17. Непомнящих В.А., Осипова
Е.А., Редько В.Г., Шарипова Т.И., Бесхлебнова Г.А.
Модель навигации животных в лабиринтах // Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2014. ХVI Всероссийская
научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2014" с
международным участием: Сборник научных трудов. В 3-х частях. Ч.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Nepomnyashchikh_etal17.pdf
18. Редько В.Г., Сохова З.Б. Агент-ориентированная модель прозрачной
рыночной экономической системы // Научная сессия НИЯУ МИФИ - 2014. ХVI Всероссийская
научно-техническая конференция "Нейроинформатика-2014" с
международным участием: Сборник научных трудов. В 3-х частях. Ч.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/RedkoSokhova18.pdf
19.
Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции: На пути к теории эволюционного
происхождения мышления. М: ЛЕНАНД/URSS, 2015 – 256 с.
20. Редько В.Г. Моделирование когнитивной
эволюции – новое перспективное направление междисциплинарных исследований // Философские
проблемы информационных технологий и киберпространства (электронный журнал).
2014. №1 (7). С. 15-32.
http://cyberspace.pglu.ru/upload/uf/0f1/issues_1_2014.pdf
21.
Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции: взгляд из искусственного
интеллекта // Логос, 2014, № 1 (97). С. 109-140.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko21.pdf
22. Red’ko
V.G. The Model of Interaction between Learning and Evolutionary Optimization //
Mathematical Biology and Bioinformatics. 2014. V. 9. № 2. P. t1–t15.
http://www.matbio.org/2012/Redko_9_t1.pdf
23.
Непомнящих В.А., Осипова Е.А., Редько В.Г., Шарипова
Т.И., Бесхлебнова Г.А. Модель накопления знаний животными – биологические
предпосылки творческого поиска человеком // Шестая международная конференция по
когнитивной науке: Тезисы докладов. Калининград, 2014. С. 443-444.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Nepomnyashchikhetal23.pdf
24.
Редько В.Г. Взаимодействие между обучением и эволюцией // Гибридные и
синергетические интеллектуальные системы: теория и практика. Материалы 2-го
международного Поспеловского симпозиума. Калининград:
Изд-во БФУ им. И. Канта, 2014. С. 289-296.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko24.pdf
25.
Редько В.Г. Подходы к моделированию происхождения мышления // Подходы к
моделированию мышления (под ред. В.Г. Редько). М.: ЛЕНАНД/URSS, 2014. С. 348-380.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko25.pdf
26.
Редько В.Г. Модель взаимодействия между обучением и эволюцией: механизмы
взаимодействия // Четырнадцатая национальная конференция по искусственному
интеллекту с международным участием КИИ-2014: Труды конференции. Т.1. Казань:
Изд-во «Школа». С. 258-266.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko26.pdf
27.
Редько В.Г., Непомнящих В.А., Осипова Е.А., Шарипова
Т.И., Бесхлебнова Г.А.
Изучение
процессов предсказания у рыб // Математическая биология и биоинформатика:
V Международная
конференция.
Доклады. М.: МАКС Пресс, 2014. С. 181-182.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redkoetal27.pdf
28.
Редько В.Г. Моделирование взаимодействия между обучением и эволюцией //
Математическая биология и биоинформатика: V Международная конференция. Доклады. М.: МАКС Пресс,
2014. С. 142-143.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko28.pdf
29.
Редько В.Г. Будущее России, будущее человечества // Сложность. Разум. Постнеклассика (электронный журнал). 2013. № 3. С. 55-64.
http://cmp.esrae.ru/pdf/2013/3/7.pdf
30.
Редько В.Г., Сохова З.Б. Многоагентная
модель прозрачной экономической системы // Сложность. Разум. Постнеклассика. 2013. № 3. С. 90-96.
http://cmp.esrae.ru/pdf/2013/3/10.pdf
31.
Vladimir G.
Red'ko.
Model of Interaction between Learning and Evolution //
In Cornell University Library Archive (http://arxiv.org/):
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1411/1411.5053.pdf
http://arxiv.org/abs/1411.5053
32.
Редько В.Г. Модель возникновения системы управления в биосфере // XII Всероссийское совещание по проблемам управления.
Труды. М.: ИПУ РАН, 2014. С. 4656-4665.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko32.pdf
33. Vladimir G. Red’ko. Model of Interaction between Learning and Evolution:
Mechanisms of Interaction // International Conference on Neural Networks and
Artificial Intelligence (ICNNAI-2014). Proceedings. PP. 22-35.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko33.pdf
34. Непомнящих В.А., Осипова Е.А., Редько В.Г., Шарипова Т.И., Бесхлебнова Г.А. Моделирование формирования предсказаний у рыб, изучающих лабиринты // ХVII Всероссийская научно-техническая конференция «Нейроинформатика-2015». Сборник научных трудов. В 3-х частях. Ч. 3. М.: НИЯУ МИФИ, 2015. С. 145-152.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Nepomnyashchikhetal34.pdf
35. Red’ko
V.G., Nepomnyashchikh V.A., Osipova
E.A. Models of fish exploratory behavior in mazes // Biologically Inspired
Cognitive Architectures. 2015. Vol. 13. PP. 9-16.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko35.pdf
36.
Редько В.Г., Сохова З.Б., Редько О.В. Многоагентная модель честной рыночной экономики //
Искусственные общества (электронный журнал). 2013. Т. 8/ № 1-4. С. 63-76.
URL: http://artsoc.ru/upload/iblock/91f/91f14d8d53a5897055807b82ac80c5d7.pdf
37.
Редько В.Г., Сохова З.Б. Многоагенная
модель распределения сельскохозяйственных угодий в регионе // Интегрированные
модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. науч. трудов VIII-й
международной научно-технической конференции. В 2-х томах. Т.2. – М.: Физматлит, 2015. С. 486-493.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko37.pdf
38. Непомнящих В.А, Редько В.Г., Бесхлебнова Г.А., Осипова Е.А., Шарипова Т.И.
Моделирование процессов накопления знаний и формирования предсказаний рыбами, осваивающими лабиринты // Интегрированные модели и мягкие вычисления в искусственном интеллекте. Сб. науч. трудов VIII-й международной научно-технической конференции. Т.2. – М.: Физматлит, 2015. С. 476-485.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Nepomnyashchikhetal38.pdf
39.
Редько В.Г. Моделирование когнитивной эволюции – перспективное направление
междисциплинарных исследований // Нелинейная динамика в когнитивных
исследованиях – 2015. Труды IV Всероссийской конференции. Нижний Новгород: ИПФ
РАН, 2015. С. 195-197.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko39.pdf
40.
Редько В.Г., Непомнящих В.А., Осипова Е.А., Шарипова
Т.И., Бесхлебнова Г.А. Моделирование
когнитивных способностей рыб, осваивающих лабиринты // Нелинейная динамика в
когнитивных исследованиях – 2015. Труды IV Всероссийской конференции. Нижний
Новгород: ИПФ РАН, 2015. С. 191-194.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko40.pdf
41.
Шарипова Т.И., Редько В.Г., Непомнящих В.А., Осипова
Е.А. Моделирование поведения агентов на основании познавательных способностей
рыб // Сборник трудов VIII Всероссийской конференции студентов, аспирантов и
молодых учёных «Искусственный интеллект: философия, методология, инновации». Часть
I. М.: МГТУ МИРЭА, 2014. С. 42-47.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Sharipova41.pdf
42.
Редько В.Г. Моделирование биологических предпосылок творческих способностей
человека // Сборник пленарных докладов VIII Всероссийской конференции
студентов, аспирантов и молодых учёных «Искусственный интеллект: философия,
методология, инновации». М.: МГТУ МИРЭА, 2014. С. 14-28.
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Redko42.pdf
43.
Сохова З.Б., Редько В.Г., Нагоев З.В. Агент-ориентированная модель аренды
сельскохозяйственных угодий в регионе // Известия КБНЦ РАН (в печати).
http://www.niisi.ru/iont/ni/Project399/publications/Sokhova43.pdf