Морфогенетическая робототехника

Морфогенетическая робототехника ^[1] обычно относится к методологиям, которые решают проблемы робототехники, вдохновленные биологическим морфогенезом . ^[2]^[3]

Фон

Отличия от эпигенетических

Морфогенетическая робототехника родственна эпигенетической робототехнике , но отличается от нее . Основное различие между морфогенетической робототехникой и эпигенетической робототехникой заключается в том, что первая фокусируется на самоорганизации , самореконфигурации, самосборке и самоадаптивном управлении роботами с использованием генетических и клеточных механизмов, вдохновленных биологическим ранним морфогенезом ( развитие, независимое от активности ). во время которого тело и контроллер организмов развиваются одновременно, тогда как последний подчеркивает развитие когнитивных способностей роботов, таких как язык, эмоции и социальные навыки, посредством опыта в течение жизни ( развитие, зависящее от активности ). Морфогенетическая робототехника тесно связана с биологией развития и системной биологией , тогда как эпигенетическая робототехника связана с когнитивной нейробиологией развития, возникшей на основе когнитивной науки , психологии развития и нейробиологии .

Темы

Морфогенетическая робототехника включает, помимо прочего, следующие основные темы:

«Морфогенетическая роевая робототехника» занимается самоорганизацией мультироботов с использованием генетических и клеточных механизмов, управляющих биологическим ранним морфогенезом; ^[4]^[5]^[6]^[7]^[8]^[9]
«Морфогенетические модульные роботы » - это когда модульные роботы автономно адаптируют свою конфигурацию, используя морфогенетические принципы; ^[10]^[11]
«Подходы к разработке» касаются проектирования конструкции тела роботов, таких как датчики и исполнительные механизмы, а также проектирования контроллера, например, нейронного контроллера с использованием генеративного кодирования. ^[12] Модель генной регуляторной сети. ^[13]^[14]^[15]^[16]^[17]

См. также

Ссылки

^ Ю. Джин и Ю. Мэн. Морфогенетическая робототехника: новая область развития робототехники . Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике, Часть C: Приложения и обзоры , 41(2):145-160, 2011 г.
^ И. Саласар-Сьюдад, Х. Гарсия-Фернандес и Р. В. Соле. Генные сети, способные образовывать паттерны: от индукции к реакции-диффузии . Журнал теоретической биологии, 205:587-603, 2000 г.
^ Л. Вулперт. Принципы развития. Издательство Оксфордского университета, 2002 г.
^ Х. Го, Ю. Мэн и Ю. Цзинь. Клеточный механизм создания нескольких роботов посредством эволюционной многоцелевой оптимизации сети регуляции генов . БиоСистемы , 98(3):193-203, 2009.
^ М. Мамей, М. Васирани, Ф. Замбонелли, Эксперименты по морфогенезу в стаях простых мобильных роботов . Прикладной искусственный интеллект , 18, 9-10: 903-919, 2004 г.
^ В. Шен, П. Уилл и А. Галстян. Гормональная самоорганизация и распределенный контроль над стаями роботов . Автономные роботы , 17, стр.93-105, 2004 г.
^ Х. Хаманн, Х. Верн, К. Крайльсхайм, Т. Шмикл: Пространственные макроскопические модели биоинспирированного алгоритма роя роботов . ИРОС 2008: 1415-1420
^ Ю. Цзинь, Х. Го и Ю. Мэн. Иерархическая сеть регуляции генов для формирования адаптивного паттерна нескольких роботов . Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике, Часть B: Кибернетика , 42(3):805-816, 2012 г.
^ Х. Го, Ю. Цзинь и Ю. Мэн. Морфогенетическая основа для самоорганизованного формирования шаблонов из нескольких роботов и покрытия границ . Транзакции ACM в автономных и адаптивных системах , 7(1), статья № 15, апрель 2012 г. doi:10.1145/2168260.2168275
^ Т. Шмикл, Дж. Страднер, Х. Хаманн и К. Крайльсхайм. Основные отзывы, поддерживающие искусственную эволюцию в многомодульной робототехнике . Учеб. IEEE/RSJ Int. Конф. Интеллектуальные роботы и системы (IROS) , Семинар «Исследование новых горизонтов в эволюционном дизайне роботов», 11–15 октября 2009 г., Сент-Луис, Миссури, США, стр. 65–72.
^ Ю. Мэн, Ю. Чжэн и Ю. Цзинь. Автономная самореконфигурация модульных роботов путем развития иерархической механохимической модели . Журнал IEEE Computational Intelligence , 6(1):43-54, 2011 г.
^ Г.С. Хорнби и Дж.Б. Поллак. Коэволюция тела и мозга с использованием L-систем в качестве генеративного кодирования . Искусственная жизнь , 8:3, 2002
^ Дж. А. Ли и Дж. Ситте. Морфогенетические изменяемые 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.
^ Г. Гомес и П. Эггенбергер. Эволюционный синтез хватания посредством самоисследовательских движений роботизированной руки . Конгресс по эволюционным вычислениям , 2007 г.
^ Л. Шрамм, Ю. Джин, Б. Сендхофф. Возникшая связь двигательного контроля и морфологического развития в эволюции многоклеточных животных . 10-я Европейская конференция по искусственной жизни, Будапешт, сентябрь 2009 г.
^ Ю. Мэн, Ю. Цзинь и Дж. Инь. Моделирование пластичности, зависящей от активности, в нейронных сетях BCM с применением к распознаванию поведения человека . Транзакции IEEE в нейронных сетях , 22(12):1952–1966, 2011 г.
^ Дж. Инь, Ю. Мэн и Ю. Цзинь. Развивающий подход к структурной самоорганизации в резервуарных вычислениях . Транзакции IEEE по автономному умственному развитию , 2012 г.

Внешние ссылки

[Jin1-1] Ю. Джин и Ю. Мэн. Морфогенетическая робототехника: новая область развития робототехники . Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике, Часть C: Приложения и обзоры , 41(2):145-160, 2011 г.

[2] И. Саласар-Сьюдад, Х. Гарсия-Фернандес и Р. В. Соле. Генные сети, способные образовывать паттерны: от индукции к реакции-диффузии . Журнал теоретической биологии, 205:587-603, 2000 г.

[3] Л. Вулперт. Принципы развития. Издательство Оксфордского университета, 2002 г.

[4] Х. Го, Ю. Мэн и Ю. Цзинь. Клеточный механизм 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 г.

[6] В. Шен, П. Уилл и А. Галстян. Гормональная самоорганизация и распределенный контроль над стаями роботов . Автономные роботы , 17, стр.93-105, 2004 г.

[7] Х. Хаманн, Х. Верн, К. Крайльсхайм, Т. Шмикл: Пространственные макроскопические модели биоинспирированного алгоритма роя роботов . ИРОС 2008: 1415-1420

[8] Ю. Цзинь, Х. Го и Ю. Мэн. Иерархическая сеть регуляции генов для формирования адаптивного паттерна нескольких роботов . Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике, Часть B: Кибернетика , 42(3):805-816, 2012 г.

[9] Х. Го, Ю. Цзинь и Ю. Мэн. Морфогенетическая основа для самоорганизованного формирования шаблонов из 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] Т. Шмикл, Дж. Страднер, Х. Хаманн и К. Крайльсхайм. Основные отзывы, поддерживающие искусственную эволюцию в многомодульной робототехнике . Учеб. IEEE/RSJ Int. Конф. Интеллектуальные роботы и системы (IROS) , Семинар «Исследование новых горизонтов в эволюционном дизайне роботов», 11–15 октября 2009 г., Сент-Луис, Миссури, США, стр. 65–72.

[11] Ю. Мэн, Ю. Чжэн и Ю. Цзинь. Автономная самореконфигурация модульных роботов путем развития иерархической механохимической модели . Журнал IEEE Computational Intelligence , 6(1):43-54, 2011 г.

[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] Дж. А. Ли и Дж. Ситте. Морфогенетические изменяемые 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 хватания посредством самоисследовательских движений роботизированной руки . Конгресс по эволюционным вычислениям , 2007 г.

[15] Л. Шрамм, Ю. Джин, Б. Сендхофф. Возникшая связь двигательного контроля и морфологического развития в эволюции многоклеточных животных . 10-я Европейская конференция по искусственной жизни, Будапешт, сентябрь 2009 г.

[16] Ю. Мэн, Ю. Цзинь и Дж. Инь. Моделирование пластичности, зависящей от активности, в нейронных сетях BCM с применением к распознаванию поведения человека . Транзакции IEEE в нейронных сетях , 22(12):1952–1966, 2011 г.

[17] Дж. Инь, Ю. Мэн и Ю. Цзинь. Развивающий подход к структурной самоорганизации в резервуарных вычислениях . Транзакции IEEE по автономному умственному развитию , 2012 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]