| 【中文题名】 | 基于图式理论的人工生命行为选择体系结构 |
| 【英文题名】 | Study on Evaluation-Tradeoff Architecture |
| 【学科专业】 | 模式识别与智能系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-11-7 |
| 【中关键词】 | 人工生命,行为选择,体系结构,图式,评估,权衡 |
| 【英关键词】 | Artificial Life,Action-selection,Architecture,Schema,Evaluation,Tradeoff, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化基础理论>人工智能理论>> |
| 【论文摘要】 | 现有人工生命行为选择体系结构在模块化的支持方面和应用重定位方面还存在很大不足,其移植性和鲁棒性还欠佳,除此之外在行为的协调、学习和进化方面也有待改进。这就需要建立新的理论,采用新的方法对行为选择体系结构进行更深入的研究。
本文对国内外现有人工生命行为选择体系结构进行了分析研究,系统地归纳了人工生命行为选择体系结构的研究基础,综述了认知心理学领域的图式理论体系,详细讨论了图式理论与行为选择的关系,同时概括了对人工生命行为选择体系结构研究具有指导意义的神经科学的相关结论。在这些基础上,本文提出了采用慎思/混合范式的一种新的基于图式理论的人工生命行为选择体系结构——评估-权衡结构,并从以下方面对其进行了详尽的阐述:
(1) 在对现有的人工生命行为选择体系结构评价标准的总结基础上,结合系统工程思想,评估-权衡结构提出了一套在设计理念和技术实现两方面都具有指导意义的新的评价标准。
(2) 以图式理论和神经科学的研究结果为指导,将行为按其智能、复杂程度以及在体系结构中功能的不同抽象为两级:慎思决策级行为和表现执行级行为。其中表现执行级行为按不同的粒度分为基元行为和复合行为。
(3) 评估-权衡结构首次对... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
4-6 |
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英文摘要 |
6-12 |
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1 绪论 |
12-24 |
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1.1 引言 |
12 |
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1.2 人工生命简介 |
12-16 |
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1.2.1 人工生命的研究内容 |
12-13 |
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1.2.2 人工生命的研究领域 |
13-14 |
|
1.2.3 人工生命的科学基础 |
14-15 |
|
1.2.4 人工生命的研究方法和技术 |
15 |
|
1.2.5 人工生命的研究意义 |
15-16 |
|
1.3 行为选择与行为选择体系结构 |
16-22 |
|
1.3.1 行为选择的定义及最适行为的评价标准 |
16-17 |
|
1.3.2 行为行为选择体系结构的定义及其与行为选择的关系 |
17 |
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1.3.3 人工生命行为选择体系结构的研究现状 |
17-22 |
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1.4 课题来源 |
22 |
|
1.5 本文所做的工作 |
22-23 |
|
1.6 论文结构简介 |
23-24 |
|
2 人工生命行为选择体系结构的研究基础 |
24-36 |
|
2.1 行为的表示 |
24-25 |
|
2.1.1 刺激响应图 |
24 |
|
2.1.2 函数描述法 |
24-25 |
|
2.1.3 有限状态接收图 |
25 |
|
2.2 行为的编码 |
25-27 |
|
2.2.1 离散编码 |
25-26 |
|
2.2.2 连续编码—势场法 |
26-27 |
|
2.3 行为的协调方式 |
27-28 |
|
2.3.1 竞争方式 |
27 |
|
2.3.2 协作方式 |
27-28 |
|
2.4 行为与感知 |
28-29 |
|
2.4.1 感知的方法 |
28 |
|
2.4.2 动作-感知循环 |
28-29 |
|
2.4.3 感知期望 |
29 |
|
2.5 知识与行为选择 |
29-31 |
|
2.5.1 知识的定义与作用 |
30 |
|
2.5.2 知识的分类 |
30-31 |
|
2.6 人工生命行为选择体系结构的三种范式 |
31-36 |
|
2.6.1 范式的定义及描述方式 |
31-32 |
|
2.6.2 分级范式 |
32 |
|
2.6.3 反应范式 |
32-34 |
|
2.6.4 慎思/反应混合范式 |
34-36 |
|
3 行为选择的神经科学和图式理论基础 |
36-52 |
|
3.1 神经科学与行为选择 |
36-41 |
|
3.1.1 引言 |
36 |
|
3.1.2 行为的分类 |
36-37 |
|
3.1.3 运动控制的主要神经结构 |
37 |
|
3.1.4 神经系统的基本单元——神经元 |
37-38 |
|
3.1.5 脊髓对运动的调节 |
38-39 |
|
3.1.6 脑干与运动控制 |
39 |
|
3.1.7 大脑皮层的运动功能 |
39-40 |
|
3.1.8 小脑和基底节对运动的调节 |
40 |
|
3.1.9 感觉和感觉器官 |
40-41 |
|
3.2 图式理论与行为选择 |
41-52 |
|
3.2.1 引言 |
41-42 |
|
3.2.2 图式的定义 |
42 |
|
3.2.3 图式的特征 |
42 |
|
3.2.4 图式的分类及动觉图式的组成 |
42-44 |
|
3.2.5 图式的作用 |
44 |
|
3.2.6 图式的运算 |
44-45 |
|
3.2.7 工程技术中的图式 |
45-46 |
|
3.2.8 图式与行为 |
46-47 |
|
3.2.9 图式的应用实例 |
47-52 |
|
4 评估-权衡结构 |
52-86 |
|
4.1 引言 |
52 |
|
4.2 人工生命行为选择体系结构的评价标准 |
52-53 |
|
4.3 评估-权衡结构的行为分解 |
53-55 |
|
4.4 评估-权衡结构的行为表示 |
55-62 |
|
4.4.1 行为的外部表示-关系图法 |
55-57 |
|
4.4.2 行为的内部表示-图式法 |
57-62 |
|
4.5 评估-权衡结构的行为编码——动态势场法 |
62-66 |
|
4.5.1 传统人工势场法的缺陷 |
62-65 |
|
4.5.2 动态势场法 |
65-66 |
|
4.6 评估-权衡结构的行为选择和行为协调机制 |
66-77 |
|
4.6.1 设计思想及根本假设 |
66-67 |
|
4.6.2 慎思层的行为选择和行为协调机制 |
67-76 |
|
4.6.3 反应层的行为选择和行为协调机制 |
76-77 |
|
4.7 评估-权衡结构的整体框架 |
77-79 |
|
4.8 基于评估-权衡结构的行为选择系统的设计步骤 |
79-80 |
|
4.9 基于评估-权衡结构的仿真式自主足球机器人行为系统设计 |
80-86 |
|
4.9.1 仿真式自主足球机器人系统简介 |
80-81 |
|
4.9.2 基本行为及关联系数矩阵的设计 |
81-84 |
|
4.9.3 评估-权衡结构与分配优先度结构的仿真对比 |
84-86 |
|
5 结论与展望 |
86-90 |
|
5.1 工作成效 |
86-87 |
|
5.2 后续工作展望 |
87-90 |
|
致谢 |
90-92 |
|
参考文献 |
92-96 |
|
附:作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录 |
96-98 |
|
独创性声明 |
98 |
|
学位论文版权使用授权书 |
98 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.387526 |
