Evolution von Laufrobotersteuerungen mit Genetischer Programmierung

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@PhdThesis{oai:eldorado:0x00070350,

• title = "Evolution von Laufrobotersteuerungen mit Genetischer Programmierung",
• author = "Jens Ziegler",
• year = "2003",
• month = jun # "~18",
• abstract = "Die Evolution von Laufrobotersteuerungen mit Genetischer Programmierung wird anhandunterschiedlicher Roboterarchitekturen sowohl in der Simulation als auch mit realen Roboternuntersucht. Bedingt durch die lang andauernden Auswertungen von Laufprogrammen in Simulationund Realit{\"a}t werden die Methoden der Evolution - Evaluation, Selektion und Variation zus{\"a}tzlicheiner gr{\"u}ndlichen Analyse unterzogen, um den evolution{\"a}ren Prozess zur automatischen Generierungvon optimierten Laufrobotersteuerungen m{\"o}glichst zu beschleunigen.Im ersten Teil der Arbeit werden Grundlagen der Evolution von Laufroboterprogrammen erl{\"a}utert. InKapitel 1 wird die Thematik der autonomen mobilen Roboter eingehend betrachtet, wobei dasTeilgebiet der Laufroboter und die speziell hierf{\"u}r relevanten Problemstellungen dargestellt werden.Das zweite Kapitel besch{\"a}ftigt sich mit der Genetischen Programmierung, einem Spezialfall derEvolution{\"a}ren Algorithmen. Die f{\"u}r die Arbeit ben{\"o}tigten Begriffe des evolution{\"a}ren Rechnens werdenvereinbart, sowie die grundlegenden Mechanismen evolution{\"a}rer Algorithmen aufgezeigt. Hierbei wirddetailliert auf die besonderen Eigenschaften der Genetischen Programmierung eingegangen. Im drittenKapitel werden die mathematischen Grundlagen der Dynamiksimulation von Laufrobotern -Kinematik, Dynamik, Kollisionserkennung - dargestellt.Der zweite Teil der Arbeit f{\"u}hrt in die Thematik der Evolution von Laufrobotersteuerungen ein. InKapitel 4 werden detailliert die generelle Zielsetzung und die verwendeten Methoden bei der Evolutionvon Robotersteuerungen beschrieben. Es wird hierbei besonders die Repr{\"a}sentation vonKontrollstrukturen autonomer Roboter in Evolution{\"a}ren Algorithmen und die Umsetzung auf reale odersimulierte Roboter diskutiert. Anschlie{\ss}end wird die Methodik f{\"u}r die Evolution vonLaufroboterprogrammen mit Genetischer Programmierung eingef{\"u}hrt. Die Notwendigkeit derEvolution mit simulierten und realen Robotern, sowie die M{\"o}glichkeit, beide Alternativen gleichzeitigzu verwenden, wird diskutiert.In Teil III der Arbeit werden die Experimente zur Evolution von Laufprogrammen pr{\"a}sentiert. InKapitel 7 wird das Laufzeitverhalten der Evolution von Laufroboterprogrammen untersucht. Kapitel 8zeigt die erfolgreiche Evolution von Laufprogrammen f{\"u}r eine Vielfalt von Roboterformen in derSimulation auf. Die Angabe eines G{\"u}tekriteriums ist essenziell f{\"u}r die Evolution von Laufmustern undwird eingehend diskutiert. Dargestellt werden die Auswirkungen verschiedener Varianten derFitnessfunktion auf die resultierenden Bewegungsmuster der Roboter. Im Kapitel 9 werden f{\"u}r einensowohl real als auch als Computermodell existierenden humanoiden Roboter Laufprogrammeevolviert. Die Ergebnisse von Evolutionsl{\"a}ufen mit vierbeinigen Laufrobotern werden in Kapitel 10vorgestellt. Die Resultate der Experimente unter Einbeziehung der interaktiven Evolution und derModellierung der Fitnessfunktion zeigen eine deutliche Verbesserung gegen{\"u}ber demStandardalgorithmus.",
• annote = "Fachbereich 4; Universit{\"a}t Dortmund",
• contributor = "Prof. Dr. rer.-nat. Wolfgang Banzhaf and Fachbereich 4 and Prof. Dr. Heinrich M{\"u}ller",
• language = "GER",
• oai = "oai:eldorado:0x00070350",
• rights = "These documents can be used freely according to copyright laws. They can be printed freely. It is not allowed to distribute them further on.",
• URL = "http://hdl.handle.net/2003/2743",
• URL = "https://eldorado.uni-dortmund.de/bitstream/2003/2743/1/Zieglerunt.pdf",
• school = "Dortmund University",
• address = "Germany",
• keywords = "genetic algorithms, genetic programming, Laufroboter, Roboter, Computational intelligence, Evolution, Autonome Roboter, Simulation",
• size = "182 pages",
• notes = "sony aibo, hexapod",

}

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Citations