О'Нил и Брабазон

Кангелосси и Элман

Кангелосси, Париси и Нолфи

Этот метод с одной стороны является развитием предыдущего, а с другой — использует фрактальный порождающий процесс, аналогичный грамматическому представлению.

Этот подход был разработан Кангелоси, Париси и Нолфи. Вместо того, чтобы кодировать каждый нейрон напрямую, они записывают набор правил для разделения и смещения нейронов. Поэтому метод получил название порождающего пространства из ячеек (Generative cell space GCS).

Процесс онтогенеза начинается с одной клетки — <яйца> специального типа. Эта клетка затем разделяется (<переписывается>) в две дочерние клетки, причем параметры разделения задаются в правиле. Каждая из клеток-потомков могут быть размещены в одной из 8-и соседних с родительской клетках. Процесс повторяется заданное число раз, после чего все построенные клетки <взрослеют> и превращаются в нейроны. Они разделяются на входные, выходные и скрытые по тому же принципу, что и в предыдущем методе.

Этот метод является более биологичным развитием предыдущего. Он использует т.н. genetic regulation network (GRN) для контроля процесса построения сети. Их GRN состоит из 26 регулирующих элементов (генов), построенных по аналогии с биологическими оперонами. Каждый оперон разделен на две части — регуляторную (regulatory) и экспрессивную (expression). Регуляторная часть состоит из двух регионов: индуктор и ингибитор. Экспрессивная часть также состоит из двух регионов: регуляторный и структурный. Если регуляторный регион гена совпадает с индуктором другого гена, последний экспрессируется (т.е. выполняются команды, заданные в его структурной части). Экспрессия происходит если она не была запрещена ингибитором другого гена. Количество экспрессируемого гена («количество получаемых химических элементов») зависит от индукторной части регуляционного элемента.

Предложенный авторами метод основан на методе формальных грамматик. Однако формальная грамматика, используемая для построения последовательности комманд, в свою очередь описывается некоторой мета-грамматикой.
Например, нижеуказанная универсальная или мета-грамматика позволяет генерировать произвольный 8-битовые последовательности:

<g>::="<bitstring>::=" <reps>"<bbk4>::=" <bbk4t>"<bbk2>::=" <bbk2t> "<bbk1>::=" <bbk1t>"<bit>::=" <val><bbk4t>::= <bit><bit><bit><bit> <bbk2t>::= <bit><bit><bbk1t>::= <bit><reps>::= <rept>| <rept> "|" <reps> <rept>::= "<bbk4><bbk4>"| "<bbk2><bbk2><bbk2><bbk2>"| "<bbk1><bbk1><bbk1><bbk1><bbk1><bbk1><bbk1><bbk1>" <bit>::= "<bit>"| 1| 0<val>::= <valt>| <valt> "|" <val> <valt>::= 1 | 0

Для трансляции грамматики используется входная битовая строка, которая указывает последовательность номеров правил, выбираемых в тех случаях, когда нетерминал содержит более одного способа вывода.

Например, вышеописанная мета-грамматика, может породить следующую грамматику:

<bitstring>::= <bit>11<bit>00<bit><bit> | <bbk2><bbk2><bbk2><bbk2>| 11011101| <bbk4><bbk4>| <bbk4><bbk4><bbk4>::= <bit>11<bit> <bbk2>::= 11<bbk1>::= 1<bit>::= 1 | 0 | 0 | 1

Таким образом, генотип особи представляет собой две бинарных строки — одна предназначена для генерации грамматики на основе мета-грамматики, а другая — для генерации уже, собственно, ИНС на основе полученной грамматики.

Более подробно описание метода см. в [7], [8]

Дата добавления: 2015-05-10