Swarm Intelligence Επισκόπηση Και Εφαρμογές

Abstract

Η μελέτη αφορά το πεδίο των πολύπλοκων συστημάτων(complex systems), στις βασικές έννοιες των οποίων εισαγόμαστε μέσωτων πιο απλών μορφών των κυτταρικών αυτομάτων και το RBN.Αντικείμενο της μελέτης αποτελεί η εφαρμογή μεθόδωνεμπνευσμένων από τα κοινωνικά έντομα (swarm intelligence) για τηνστα πεδία των συλλογικών ρομπότ (collective robotics) και τηςεξισορρόπησης υπολογιστικού φορτίου σε κατανεμημένα ομότιμασυστήματα (P2P load balancing). Σκοπός είναι η ανάπτυξη ενόςσυνόλου απλών κανόνων, που δεν απαιτούν πολλούς πόρους για τηνυλοποίησή τους, και την αποτελεσματικότερη αντιμετώπισηπροβλημάτων στα παραπάνω πεδία. Επιθυμητό είναι να αποκτήσουν τασυστήματα αυτά την ικανότητα της αυτοργάνωση αλληλεπιδρώνταςμέσω της stigmergy, ένα πολύ απλό μηχανισμό επικοινωνίας μεταξύαυτόνομων agent. Επίσης να κληρονομήσουν από τα πολύπλοκασυστήματα την ευρωστία τους και την ικανότητά τους στηνπροσαρμογή σε διαρκώς μεταβαλλόμενες συνθήκες.Κατά την ανάπτυξη των εφαρμογών κυρίαρχο στοιχείο τηςσυμπεριφοράς των συστημάτων είναι η επιλογή του τρόπουεπικοινωνίας μεταξύ των αυτόνομων agent. Επιθυμητή είναι η πολύαπλή υλοποίηση ακολουθώντας τις αρχές της stigmergy. Οι κανόνεςαφορούν τον τρόπο με τον οποίο επιδρά ο agent στο περιβάλλον του(διαδίκτυο ή φυσικός χώρος) ανάλογα με τα ερεθίσματα που δέχεταιαπό αυτό. Οι κανόνες αυτοί υλοποιούνται μέσω γενικευμένων«ελκτικών-απωστικών δυνάμεων», καθορίζοντας την κατανομή τηςδραστηριότητας των agent.Από τη θεωρητική μελέτη των δύο εφαρμογών, των συλλογικώνρομπότ και του καταμερισμού διεργασιών σε P2P δίκτυα, εμφανίζονταινα είναι αλληλόμορφες. Παριστάνονται και οι δύο από ένα γράφο όπουοι κόμβοι είναι οι agent και οι ακμές τη δυνατότητα αλληλεπίδρασηςμεταξύ των agent. Ο γράφος έχει βάρη στις ακμές και στους κόμβους,όπου η δυναμική συμπεριφορά των agent μεταβάλλει τα μεγέθη τωνβαρών αυτών κα την τοπολογία του γράφου. Καθοριστικός παράγονταςαποδεικνύεται η συνεκτικότητα του γράφου. Η δυνατότητα οιπληροφορίές να διαδίδονται από γειτονιά σε γειτονιά σε όλο το γράφοκαι οποία καθορίζει την ταχύτητα διάδοσης.Πρώτου προχωρήσω στη περαιτέρω ανάπτυξη του θέματος θαήθελα να εκφράσω τις ευχαριστίες μου στον Καθηγητή ΓεώργιοΠαπαβασιλόπουλο για την ουσιαστική του συμβολή στην ανάπτυξη καιστη διερεύνηση του θέματος σε βάθος. Στην αρχή οι οδηγίες του καισυμβουλές έμοιαζαν με τους χρησμούς της Πυθίας, αλλά όσοπροχωρούσε η μελέτη αποδεικνυόντουσαν προφητικές.Πεδία αναζήτησης: πολύπλοκα συστήματα, swarm intelligence, multiagent, αυτοργάνωση, κοινωνικά έντομα, stigmergy, συλλογικά ρομπότ,flocking, καταμερισμός εργασιών, εξισορρόπηση φορτίου, δυναμικήτοπολογία γράφων