Multifunktionalität rekurrenter neuronaler Netze: Synthese und Analyse nichtlinearer Kontrolle autonomer Roboter
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Berlin
Akademische Verl.-Ges. Aka
2007
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| Series: | Dissertationen zur Künstlichen Intelligenz
306 |
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| Online Access: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Zugl.: Osnabrück, Univ., Diss., 2006 |
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MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER NEURONALER NETZE SYNTHESE UND ANALYSE
NICHTLINEARER KONTROLLE AUTONOMER ROBOTER MARTIN HUELSE AKA
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 HINTERGRUND 1 1.2 PROBLEMATIK 3
1.3 ANSATZ DIESER ARBEIT 7 1.4 DIE THESEN 8 1.5 UEBERBLICK 9 2 METHODIK
11 2.1 NEUROMODULE 11 2.1.1 VOM NEURONENMODELL ZUM KUENSTLICHEN
REKURRENTEN NEURONALEN NETZ 11 2.1.2 REKURRENTE NEURONALE NETZE ALS
DYNAMISCHE SYSTEME 14 2.1.3 NEUROMODULE ALS PARAMETRISIERTE DYNAMISCHE
SYSTEME 17 2.1.4 NEUROMODULE IN DER SENSOMOTORISCHEN SCHLEIFE 20 2.2
SYNTHESE VON NEUROMODULEN 25 2.2.1 EVOLUTIONAERE ALGORITHMEN IM UEBERBLICK
26 2.2.2 HERAUSFORDERUNGEN DER EVOLUTIONAEREN ALGORITHMEN IM BEREICH DER
EVOLUTIONAEREN ROBOTIK 30 2.2.3 STRUKTUREVOLUTION 35 2.2.4 INTERAKTIVE
STRUKTUREVOLUTION 40 2.2.5 MINIMALITAET UND ROBUSTHEIT 42 2.2.6 EXPANSION
UND FUSION 44 2.3 ANALYSE VON NEUROMODULEN 46 2.3.1 ZIELE DER ANALYSE
EVOLVIERTER ROBOTERSYSTEME 46 2.3.2 STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION 50 XI
INHALTSVERZEICHNIS 2.3.3 SCHEMATA UND STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION VON
NEUROMODULEN . 52 2.3.4 WERKZEUGE UND METHODEN 54 2.4 DIE
SOFTWAREUMGEBUNG ISEE 57 2.5 EVOLUTIONAERE ROBOTIK IM UEBERBLICK 57 3
SYNTHESE UND ANALYSE 61 3.1 SETUP 62 3.2 REAKTIVE VERHALTENSKONTROLLE ,
65 3.2.1 FITNESSFUNKTION UND AUSWAHL GEEIGNETER NEUROMODULE 66 3.2.2
SCHEMATA DES REAKTIVEN LICHTSUCHE-VERHALTENS 66 3.2.3 EXPANDIERTE UND
FUSIONIERTE NEUROMODULE DER DIREKTEN ANSTEUERUNG 68 3.2.4
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER NEUROMODULE DER DIREKTEN AN- STEUERUNG
79 3.2.5 EXPANDIERTE UND FUSIONIERTE NEUROMODULE DER FUNKTIONALEN
ANSTEUE- RUNG , 83 3.2.6 ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER NEUROMODULE
DER FUNKTIONALEN ANSTEUERUNG 92 3.2.7 ROBUSTHEIT UND WECHSEL DER
SCHEMATA 96 3.3 MOTIVATIONSGETRIEBENE VERHALTENSKONTROLLE 99 3.3.1
RESULTATE UND BEOBACHTUNGEN 101 3.3.2 STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION 103
3.4 VERHALTENKONTROLLE UND SENSOMOTORISCHE SCHLEIFE 108 3.4.1
VERHALTENSKONTROLLE DURCH MODULATION VON FREQUENZ UND AMPLITUDE 110
3.4.2 ZEITSKALEN UND RHYTHMEN 115 3.4.3 FLUKTUATIONEN UND ZEITSKALEN 123
4 DISKUSSION 125 4.1 SCHNELLE SIGNALE UND LANGSAME AKTOREN IN DER
BIOLOGIE 125 4.2 ZEITGEFUEHL UND INNERE RHYTHMEN 127 4.3 REAKTIVITAET UND
INNERER ZUSTAND 128 4.4 DESIGNPRINZIPIEN 130 4.4.1 MODULARES DESIGN
NICHT-REDUZIERBARER SYSTEME 130 MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER
NEURONALER NETZE - SYNTHESE UND ANALYSE NICHTLINEARER KONTROLLE
AUTONOMER ROBOTER INHALTSVERZEICHNIS XIII 4.4.2 DOMINANZ QUANTITATIVER
SCHEMA-WECHSEL 133 4.5 DEGENERATION 136 4.5.1 OPPORTUNISMUS
EVOLUTIONAERER STRATEGIEN 137 4.5.2 KONSERVIERUNG DURCH RESTRIKTIVE
EXPANSION 139 4.5.3 ANDERE STRATEGIEN DER MINIMALISIERUNG 139 4.5.4
ANDERE FRAGEN ZUR MINIMALISIERUNG 140 4.5.5 FAZIT ZUR DEGENERATION 141
4.6 SKALIERBARKEIT 142 4.6.1 VIELFALT UND URSPRUNG DER OPTIMA 142 4.6.2
ERFOLGSFAKTOREN EINER STRUKTUREVOLUTION 144 4.6.3 FAZIT ZUR
SKALIERBARKEIT 145 5 SCHLUSSFOLGERUNGEN 147 5.1 DIE THESEN 148 5.2
MULTIFUNKTIONALITAET 150 5.3 AUSBLICKE 151 5.3.1 EXPLIZITE MITTELUNG UND
ENS 3 - ALGORITHMUS 151 5.3.2 EVOLUTIONAERE ROBOTIK UND EVOLUTIONAERE
ALGORITHMEN 152 5.3.3 NEUE METHODEN UND WERKZEUGE FUER NEUE FRAGEN 153
5.3.4 STUDIUM KOMPLEXER SYSTEME 154 A REAKTIVE NEUROKONTROLLER IM DETAIL
157 A.L DIREKTE ANSTEUERUNG 157 A.L.L DAS MODUL D 0 -C 157 A.1.2 DAS
MODUL V 0 -C 163 A.1.3 DAS MODUL V 0 ^C 169 A.1.4 DAS MODUL V 0 ~C 174
A.1.5 DAS MODUL T 0 C 179 A.2 FUNKTIONALE ANSTEUERUNG 183 A.2.1 DAS
MODUL TO^ C 183 A.2.2 DAS MODUL T 0 - C 188 A.2.3 DAS MODUL TO-C 193
MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER NEURONALER NETZE - SYNTHESE UND ANALYSE
NICHTLINEARER KONTROLLE AUTONOMER ROBOTER XIV INHALTSVERZEICHNIS A.2.4
DAS MODUL F 0 ~C 197 A.2.5 DAS MODUL TOC 202 MULTIFUNKTIONALITAET
REKURRENTER NEURONALER NETZE - SYNTHESE UND ANALYSE NICHTLINEARER
KONTROLLE AUTONOMER ROBOTER |
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MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER NEURONALER NETZE SYNTHESE UND ANALYSE
NICHTLINEARER KONTROLLE AUTONOMER ROBOTER MARTIN HUELSE AKA
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 HINTERGRUND 1 1.2 PROBLEMATIK 3
1.3 ANSATZ DIESER ARBEIT 7 1.4 DIE THESEN 8 1.5 UEBERBLICK 9 2 METHODIK
11 2.1 NEUROMODULE 11 2.1.1 VOM NEURONENMODELL ZUM KUENSTLICHEN
REKURRENTEN NEURONALEN NETZ 11 2.1.2 REKURRENTE NEURONALE NETZE ALS
DYNAMISCHE SYSTEME 14 2.1.3 NEUROMODULE ALS PARAMETRISIERTE DYNAMISCHE
SYSTEME 17 2.1.4 NEUROMODULE IN DER SENSOMOTORISCHEN SCHLEIFE 20 2.2
SYNTHESE VON NEUROMODULEN 25 2.2.1 EVOLUTIONAERE ALGORITHMEN IM UEBERBLICK
26 2.2.2 HERAUSFORDERUNGEN DER EVOLUTIONAEREN ALGORITHMEN IM BEREICH DER
EVOLUTIONAEREN ROBOTIK 30 2.2.3 STRUKTUREVOLUTION 35 2.2.4 INTERAKTIVE
STRUKTUREVOLUTION 40 2.2.5 MINIMALITAET UND ROBUSTHEIT 42 2.2.6 EXPANSION
UND FUSION 44 2.3 ANALYSE VON NEUROMODULEN 46 2.3.1 ZIELE DER ANALYSE
EVOLVIERTER ROBOTERSYSTEME 46 2.3.2 STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION 50 XI
INHALTSVERZEICHNIS 2.3.3 SCHEMATA UND STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION VON
NEUROMODULEN . 52 2.3.4 WERKZEUGE UND METHODEN 54 2.4 DIE
SOFTWAREUMGEBUNG ISEE 57 2.5 EVOLUTIONAERE ROBOTIK IM UEBERBLICK 57 3
SYNTHESE UND ANALYSE 61 3.1 SETUP 62 3.2 REAKTIVE VERHALTENSKONTROLLE ,
65 3.2.1 FITNESSFUNKTION UND AUSWAHL GEEIGNETER NEUROMODULE 66 3.2.2
SCHEMATA DES REAKTIVEN LICHTSUCHE-VERHALTENS 66 3.2.3 EXPANDIERTE UND
FUSIONIERTE NEUROMODULE DER DIREKTEN ANSTEUERUNG 68 3.2.4
ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER NEUROMODULE DER DIREKTEN AN- STEUERUNG
79 3.2.5 EXPANDIERTE UND FUSIONIERTE NEUROMODULE DER FUNKTIONALEN
ANSTEUE- RUNG , 83 3.2.6 ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER NEUROMODULE
DER FUNKTIONALEN ANSTEUERUNG 92 3.2.7 ROBUSTHEIT UND WECHSEL DER
SCHEMATA 96 3.3 MOTIVATIONSGETRIEBENE VERHALTENSKONTROLLE 99 3.3.1
RESULTATE UND BEOBACHTUNGEN 101 3.3.2 STRUKTUR-FUNKTIONS-RELATION 103
3.4 VERHALTENKONTROLLE UND SENSOMOTORISCHE SCHLEIFE 108 3.4.1
VERHALTENSKONTROLLE DURCH MODULATION VON FREQUENZ UND AMPLITUDE 110
3.4.2 ZEITSKALEN UND RHYTHMEN 115 3.4.3 FLUKTUATIONEN UND ZEITSKALEN 123
4 DISKUSSION 125 4.1 SCHNELLE SIGNALE UND LANGSAME AKTOREN IN DER
BIOLOGIE 125 4.2 ZEITGEFUEHL UND INNERE RHYTHMEN 127 4.3 REAKTIVITAET UND
INNERER ZUSTAND 128 4.4 DESIGNPRINZIPIEN 130 4.4.1 MODULARES DESIGN
NICHT-REDUZIERBARER SYSTEME 130 MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER
NEURONALER NETZE - SYNTHESE UND ANALYSE NICHTLINEARER KONTROLLE
AUTONOMER ROBOTER INHALTSVERZEICHNIS XIII 4.4.2 DOMINANZ QUANTITATIVER
SCHEMA-WECHSEL 133 4.5 DEGENERATION 136 4.5.1 OPPORTUNISMUS
EVOLUTIONAERER STRATEGIEN 137 4.5.2 KONSERVIERUNG DURCH RESTRIKTIVE
EXPANSION 139 4.5.3 ANDERE STRATEGIEN DER MINIMALISIERUNG 139 4.5.4
ANDERE FRAGEN ZUR MINIMALISIERUNG 140 4.5.5 FAZIT ZUR DEGENERATION 141
4.6 SKALIERBARKEIT 142 4.6.1 VIELFALT UND URSPRUNG DER OPTIMA 142 4.6.2
ERFOLGSFAKTOREN EINER STRUKTUREVOLUTION 144 4.6.3 FAZIT ZUR
SKALIERBARKEIT 145 5 SCHLUSSFOLGERUNGEN 147 5.1 DIE THESEN 148 5.2
MULTIFUNKTIONALITAET 150 5.3 AUSBLICKE 151 5.3.1 EXPLIZITE MITTELUNG UND
ENS 3 - ALGORITHMUS 151 5.3.2 EVOLUTIONAERE ROBOTIK UND EVOLUTIONAERE
ALGORITHMEN 152 5.3.3 NEUE METHODEN UND WERKZEUGE FUER NEUE FRAGEN 153
5.3.4 STUDIUM KOMPLEXER SYSTEME 154 A REAKTIVE NEUROKONTROLLER IM DETAIL
157 A.L DIREKTE ANSTEUERUNG 157 A.L.L DAS MODUL D 0 -C 157 A.1.2 DAS
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MULTIFUNKTIONALITAET REKURRENTER NEURONALER NETZE - SYNTHESE UND ANALYSE
NICHTLINEARER KONTROLLE AUTONOMER ROBOTER XIV INHALTSVERZEICHNIS A.2.4
DAS MODUL F 0 ~C 197 A.2.5 DAS MODUL TOC 202 MULTIFUNKTIONALITAET
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