Direction de recherche : Jean-Arcady MEYER

Co-encadrement : DONCIEUX Stéphane

Pressions sélectives multiples pour l'évolution de réseaux de neurones destinés à la robotique

De nombreux travaux montrent que les algorithmes évolutionnistes peuvent fournir des solutions efficaces pour beaucoup de problèmes en robotique. Cependant, ils peinent à mettre au point des artefacts complexes lorsque la fitness est insuffisante pour guider explicitement le processus. Supposant que la complexité des êtres vivants provient en partie de la multiplicité des pressions sélectives, nous proposons la création de telles pressions pour l'évolution de neuro-contrôleurs à l'aide d'algorithmes évolutionnistes multiobjectifs.
Nous commençons par décrire comment des hypothèses sur des étapes intermédiaires peuvent être exploitées en définissant un problème d'optimisation multiobjectif où chaque objectif correspond à une étape.
L'ajout d'un objectif poussant à l'exploration du voisinage des solutions déjà obtenues constitue une autre possibilité pour palier au manque de gradient de sélection. La comparaison de différentes méthodes pour appliquer ce concept à l'évolution de réseaux de neurones montre l'intérêt de maintenir la diversité parmi les comportements des solutions, et non parmi les génotypes ou les phénotypes.
Enfin, nous montrons que les exaptations peuvent être favorisées via des pressions sélectives sur des modules phénotypiques reliés à des modules génotypiques.
Ces méthodes ont été testées sur l'évolution de réseaux de neurones calculant des fonctions logiques et sur la génération de neuro-contrôleurs pour un robot phototrope. Elles peuvent être appliquées à un large spectre de problèmes de robotique évolutionniste, du pilotage de robots à l'obtention de contrôleurs rythmiques.

Publications 2004-2006

• 2006
  • S. Doncieux, J.‑B. Mouret, A. Angeli, R. Barate, J.‑A. Meyer, E. De Margerie : “Building an artificial bird: Goals and accomplishments of the ROBUR project”, European Micro Aerial Vehicles Conference (EMAV), Braunschweig, Germany (2006)
  • J.‑B. Mouret, S. Doncieux, J.‑A. Meyer : “Incremental Evolution of Target-Following Neuro-controllers for Flapping-Wing Animats”, From Animals to Animats 9, vol. 4095, Lecture Notes in Computer Science, Rome, Italy, pp. 606-618, (Springer) (2006)
• 2005
  • J.‑B. Mouret : “Algorithmes évolutionnistes, deuxième partie : évolution artificielle de créatures”, Linux Magazine France, vol. 76, pp. 42-49, (Diamond Editions) (2005)
  • J.‑B. Mouret : “Concepts fondamentaux des algorithmes évolutionnistes”, Linux Magazine France, vol. 76, pp. 34-41, (Diamond Editions) (2005)
• 2004
  • J.‑B. Mouret, S. Doncieux, L. Muratet, Th. Druot, J.‑A. Meyer : “Evolution of neuro-controllers for flapping-wing animats”, Journées Microdrones, Toulouse, France (2004)
  • S. Doncieux, J.‑B. Mouret, L. Muratet, J.‑A. Meyer : “The ROBUR project: towards an autonomous flapping-wing animat”, Journées MicroDrones, Toulouse, France (2004)