| Titre : | Les réseaus de neurone dans l'évolution de créature artificiel |
| Auteurs : | Amine Sadi, Auteur ; Nesrine Ouannes, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 1 vol. (38 p.) / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Résumé : |
L'objectif du mémoire est de générer automatiquement le comportement d'une entité munie d'une morphologie fixée lui permettant de faire une locomotion simple dans un environnement virtuel simulé au sein du moteur physique ODE Open Dynamic Engine . Les morphologies, qui pourraient être directement codés à l'aide du scripts, nous serviront de base de test pour évaluer le cerveau de la créature simulé. Le cerveau est implémenté par un réseau de neurones de type NEAT neuroevolution of augmenting topologies auto-générés par évolution issue des paramètres d'algorithme génétique. Après avoir brièvement introduit ces techniques et recenser les difiérentes façons de les utiliser simultanément, nous démontrerons leur potentiel par l'étude statistique des processus d'apprentissage et l'observation du comportement produits pour l'émergence d'une locomotion réussite. Nous aborderons ensuite les stratégies d'évolution structurelle et de génération de solution du réseau NEAT. Enfin, nous prouverons l’efficacité du contrôleur sous certaines contraintes, d'un procédé basé sur la génération de locomotion. |
| Sommaire : |
1 La vie Artificielle 3
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 La vie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2.1 L'inspiration biologique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.3 L'évolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.4 La vie artificielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1.4.1 Où trouve-t-on la vie artificielle ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.4.2 Les techniques de la vie artificielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.5 Les systèmes d'évolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.5.1 Fonctionnement d'un système évolutionniste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.2 Les systèmes d'apprentissage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.2.1 Les rèseaux de neurones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.2.1.1 L'aspect biologique du neurone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.5.2.1.2 Le neurone artificiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.5.2.1.3 Structures d'interconnexion d'un réseau de neurone . . . . . . . . . . . 7 1.5.2.2 Réseau de neurone et algorithme évolutionniste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5.2.3 Type de Réseau de neurone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5.2.3.1 Le Réseau NEAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5.2.3.2 Les réseaux artificiels de régulation de gènes (GRN) . . . . . . . . . . . 9 1.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Les créatures artificielles 11 2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Les créatures artificielles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3 Le contrôle d'une créature articielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.3.1 Neuro Evolution of Augmenting Topologies. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.3.1.1 Le génotype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 2.3.1.2 La mutation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3.1.3 Le croissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.3.1.4 Spéciation pour protéger l'innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2.4 Les réseaux de neurone dans le contrôle de créature artificielle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4.1 Evolution du contrôleur avec une morphologie figée. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4.2 Application des réseaux de neurones NEAT pour le contrôle des créatures artificielles. . . 16 2.5 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3 Modéle proposé et résultat 18 3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2 L'environnement virtuel et le moteur physique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3.2.1 Les corps rigides . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.2 Les jointures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.2.3 Entrée et sortie (Sensorielle, effectrice) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3.3 La créature proposée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.3.1 Morphologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3.4 Conception du contrôleur NEAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.1 Fonctionnement du système . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.2 Génération de la solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 3.4.2.1 La fonction d'activation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4.3 Le processus d'évolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 3.4.3.1 La fonction de fitness. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5 Résultat et analyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3.5.1 Résultat de locomotion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.5.2 Discussion des résultats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.5.3 Evaluation du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.5.3.1 Evaluation de la morphologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.5.3.2 Evaluation du contrôleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 3.6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| MINF/271 | Mémoire master | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
