Морфогенетическая робототехника - Morphogenetic robotics

Морфогенетическая робототехника [1] обычно относится к методологиям решения проблем робототехники, вдохновленных биологическими морфогенез.[2][3]

Фон

Отличия от эпигенетических

Морфогенетическая робототехника связана, но отличается от эпигенетическая робототехника. Основное различие между морфогенетической робототехникой и эпигенетической робототехникой состоит в том, что первая фокусируется на самоорганизация, самореконфигурация, самосборка и самоадаптивное управление роботами с использованием генетических и клеточных механизмов, вдохновленных биологическим ранним морфогенезом (независимое от деятельности развитие), во время которого тело и контролер организмов развиваются одновременно, тогда как последний подчеркивает развитие когнитивных способностей роботов, таких как язык, эмоции и социальные навыки, через жизненный опыт (развитие, зависящее от деятельности). Морфогенетическая робототехника тесно связана с биология развития и системная биология, в то время как эпигенетическая робототехника связана с когнитивная нейробиология развития возник из наука о мышлении, развивающая психология и нейробиология.

Темы

Морфогенетическая робототехника включает, но не ограничивается следующими основными темами:

  • «Морфогенетическая робототехника» занимается самоорганизацией мульти-роботов с использованием генетических и клеточных механизмов, управляющих биологическим ранним морфогенезом;[4][5][6][7][8][9]
  • «Морфогенетический модульные роботы «когда модульные роботы адаптируют свою конфигурацию автономно, используя морфогенетические принципы;[10][11]
  • «Подходы к разработке» связаны с проектированием плана тела роботов, таких как датчики и исполнительные механизмы, а также с дизайном контроллера, например, нейронного контроллера с использованием генеративного кодирования. [12] модель регуляторной сети генов.[13][14][15][16][17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Ю. Цзинь и Ю. Мэн. Морфогенетическая робототехника: новая область в развивающейся робототехнике. IEEE Transactions по системам, человеку и кибернетике, часть C: приложения и обзоры, 41(2):145-160, 2011
  2. ^ И. Салазар-Сьюдад, Х. Гарсия-Фернандес и Р. В. Соле. Генные сети, способные к формированию паттернов: от индукции до реакции-диффузии. Журнал теоретической биологии, 205: 587-603, 2000
  3. ^ Л. Вольперт. Принципы развития. Издательство Оксфордского университета, 2002 г.
  4. ^ Х. Го, Ю. Мэн и Ю. Цзинь. Клеточный механизм для создания нескольких роботов посредством эволюционной многоцелевой оптимизации сети регуляции генов.. Биосистемы, 98(3):193-203, 2009
  5. ^ М. Мамей, М. Васирани, Ф. Замбонелли, Эксперименты по морфогенезу в стаях простых мобильных роботов. Прикладной искусственный интеллект, 18, 9-10: 903-919, 2004
  6. ^ В. Шен, П. Уилл, А. Галстян. Гормональная самоорганизация и распределенное управление роями роботов. Автономные роботы, 17, стр.93-105, 2004
  7. ^ Х. Хаманн, Х. Вёрн, К. Крайльсхайм, Т. Шмикль: Пространственные макроскопические модели био-вдохновленного алгоритма роботизированного роя. IROS 2008: 1415-1420
  8. ^ Ю. Цзинь, Х. Го и Ю. Мэн. Иерархическая сеть регуляции генов для формирования адаптивного паттерна с участием нескольких роботов. IEEE Transactions по системам, человеку и кибернетике, часть B: кибернетика, 42(3):805-816, 2012
  9. ^ Х. Го, Ю. Цзинь и Ю. Мэн. Морфогенетическая основа для самоорганизованного формирования паттернов с участием нескольких роботов и покрытия границ. Транзакции ACM в автономных и адаптивных системах, 7 (1), Статья № 15, апрель 2012 г. doi: 10.1145 / 2168260.2168275
  10. ^ T. Schmickl, J. Stradner, H. Hamann и K. Crailsheim. Основные обратные связи, поддерживающие искусственную эволюцию многомодульной робототехники. Proc. IEEE / RSJ Int. Конф. Интеллектуальные роботы и системы (IROS), Семинар «Изучение новых горизонтов эволюционного проектирования роботов», 11-15 октября 2009 г., Сент-Луис, Миссури, США, стр. 65-72
  11. ^ Y. Meng, Y. Zheng и Y. Jin. Автономная саморефигурация модульных роботов путем развития иерархической мехнохимической модели. Журнал IEEE Computational Intelligence Magazine, 6(1):43-54, 2011
  12. ^ Г.С. Хорнби и Дж. Б. Поллак. Коэволюция тела и мозга с использованием L-систем в качестве генеративного кодирования.Искусственная жизнь, 8:3, 2002
  13. ^ J.A. Ли и Дж. Ситте. Морфогенетические эволюционирующие аппаратные контроллеры для ходьбы роботов. В: 2-й Международный симпозиум по автономным мини-роботам для исследований и обучения (AMiRE 2003), 18-20 февраля 2003 г., Брисбен, Австралия.
  14. ^ Г. Гомес и П. Эггенбергер. Эволюционный синтез схватывания посредством самоисследовательных движений руки робота. Конгресс по эволюционным вычислениям, 2007
  15. ^ Л. Шрамм, Ю. Джин, Б. Сендхофф. Возникшее сочетание моторного контроля и морфологического развития в эволюции многоклеточных аниматов.. 10-я Европейская конференция по искусственной жизни, Будапешт, сентябрь 2009 г.
  16. ^ Ю. Мэн, Ю. Цзинь и Дж. Инь. Моделирование зависящей от активности пластичности в нейронных сетях BCM в приложении к распознаванию поведения человека. IEEE-транзакции в нейронных сетях, 22(12):1952-1966, 2011
  17. ^ J. Yin, Y. Meng и Y. Jin. Эволюционный подход к структурной самоорганизации в пластовых вычислениях. IEEE Transactions по автономному умственному развитию, 2012

внешняя ссылка