ΤΙΤΛΟΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΕ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΠΕΡΙΤΠΩΣΕΙΣ

Transcript

1 ΤΙΤΛΟΣ ΑΝΑΦΟΡΑΣ: ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΕ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΕΣ ΠΕΡΙΤΠΩΣΕΙΣ ΚΩΔΙΚΟΣ ΠΑΡΑΔΟΤΕΟΥ: Π18 ΑΡΙΘΜΟΣ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟΥ ΈΡΓΟΥ: ΤΠΕ/ΟΡΖΙΟ/0308(ΒΕ)/03 ΤΙΤΛΟΣ ΕΡΓΟΥ: ΓΕΝΙΚΕΥΜΕΝΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΣΑΦΟΥΣ ΓΝΩΣΤΙΚΟΥ ΧΑΡΤΗ ΓΙΑ ΡΕΑΛΙΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΠΟΛΥΠΛΟΚΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΝΑΔΟΧΟΣ ΦΟΡΕΑΣ: ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΥΝΤΟΝΙΣΤΗΣ ΕΡΓΟΥ: ΧΡΙΣΤΟΣ ΣΧΙΖΑΣ

2 Εσωτερική αναφορά για σύγκριση και τελική αξιολόγηση Το έγγραφο που ακολουθεί είναι μια εσωτερική αναφορά στα πλαίσια του έργου «Γενικευμένο σύστημα ασαφούς γνωστικού χάρτη για ρεαλιστική προσομοίωση πολύπλοκων δυναμικών συστημάτων». Μέσα από την αναφορά αυτή γίνεται μια μικρή ανασκόπηση του δουλειάς που έγινε μέσα στα πλαίσια του έργου αυτού. Στη συνέχεια γίνεται αποτίμηση του έργου και στο τέλος σημειώνονται κάποιες προτεινόμενες κατευθύνσεις για εξέλιξη του έργου αυτού στο μέλλον. Ανασκόπηση Ξεκινώντας αυτό το έργο υπήρχε η βασική βάση γνώσης (από τα μέλη της ομάδας) γύρω από τους ΑΓΧ όσο αφορά στην αρχιτεκτονική τους και την κύρια χρήση τους. Στην πρώτη φάση του έργου αυτή η βάση εμπλουτίστηκε στο πολλαπλάσιο. Η ενδελεχής και συστηματική μελέτη πολλών πτυχών των ΑΓΧ αλλά και ποικιλία των εφαρμογών τους βοήθησε την ομάδα στην βαθιά κατανόηση της φιλοσοφίας τους. Έχοντας ως εφόδιο τη γνώση έγινε η πρώτη φάση του εργαλείου εφαρμογής συστημάτων ΑΓΧ. Το σύστημα εξελίχθηκε ούτως ώστε να αποτελεί ένα εργαλείο φιλικό προς το χρήστη, κατανοητό ακόμα και από αυτούς που δεν ξανά δούλεψαν στον χώρο των ΑΓΧ. Παράλληλα η έρευνα συνεχίστηκε στο χώρο της Υπολογιστικής Νοημοσύνης. Οι Γενετικοί Αλγόριθμοι κέντρισαν το ενδιαφέρον της ομάδας. Με τη βοήθεια ειδικού επιστήμονα από το χώρο της Γενετικής μελετήσαμε σε βάθος τους Γενετικούς Αλγορίθμους. Στη διαδρομή αυτή εμφανίστηκε η ιδέα αξιοποίησης της εξελικτικής ζωής των βακτηρίων για τη δημιουργία ενός νέου εξελικτικού αλγορίθμου. Αυτός ο νέος εξελικτικός αλγόριθμος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί μετέπειτα στην εφαρμογή των ΑΓΧ για να «εξελίξει» τις εκτιμήσεις των ειδικών για τις τιμές των παραμέτρων και των σχέσεων σε ένα σύστημα.

3 Μια άλλη ερευνητική κατεύθυνση ήταν η εισαγωγή χρονικών εξαρτήσεων στο σύστημα ΑΓΧ. Για να επιτευχθεί αυτό έγινε μελέτη διαφόρων συστημάτων υπό το πρίσμα της χρονικής τους διάστασης. Αναλύθηκαν οι φάσεις στις οποίες διέρχεται ένα σύστημα ΑΓΧ ανταποκρινόμενο σε μια αλλαγή σε μια ή περισσότερες παραμέτρους του. Ο νεκρός χρόνος και ο χρόνος ανάκτησης της τελικής τιμής αποτελούν δύο από τις κυριότερες παρατηρήσεις μας στο πλαίσιο αυτό. Αρχικά έγινε προσπάθεια εισαγωγής της χρονικής διάστασης χρησιμοποιώντας τη μέθοδο Runge Kutta η οποία δεν απέδωσε τα βέλτιστα. Αλλάξαμε πορεία και επικεντρωθήκαμε στην χρονική ανάλυση των συστημάτων μέσω της παρατήρησης. Σταδιακά κτίστηκε η συνάρτηση ανανέωσης των τιμών ενεργοποίησης των παραμέτρων ΑΓΧ εισάγοντας μέσα τους νεκρούς χρόνους που παρατηρούνται αλλά και τις χρονικές σταθερές που χρειάζονται για να καθορίσουν το ρυθμό μεταβολής των τιμών. Κάθε ερευνητικό βήμα που κάναμε ακολουθούσε η εφαρμογή του σε συστήματα ΑΓΧ, αρχικά παρμένα μέσα από τη βιβλιογραφία και στα τελικά στάδια παρμένα μέσα από την κυπριακή πραγματικότητα. Το σύστημα που επιλέχθηκε μέσα από το κυπριακό γίγνεσθαι είναι κτισμένο γύρω από την πολιτική και οικονομική διάσταση που θα έχουν οι επιπτώσεις τυχόν ανεύρεσης και εκμετάλλευσης υδρογονανθράκων στην Κύπρο. Οι ειδικού που συμμετείχαν στην φάση κατασκευής αυτού του συστήματος έμειναν ευχαριστημένοι με τα αποτελέσματα, τα οποία έκριναν ως λογικά, αναμενόμενα και ενδιαφέροντα. Αποτίμηση Μέσα από την εκπόνηση του έργου αυτού: - Καταφέραμε να γνωρίσουμε και να κατανοήσουμε πολύ καλά τι συμβαίνει στον ερευνητικό χώρο των ΑΓΧ. Έγινε μια λεπτομερής χαρτογράφηση του κόσμου των ΑΓΧ. Ξέρουμε τις αδυναμίες, τις εφαρμογές που αποδίδει καλύτερα, τις διάφορες προσπάθειες «εκπαίδευσης» τους και τις ελάχιστες προσπάθειες εισαγωγής χρόνου.

4 - Καταφέραμε να δημιουργήσουμε ένα εργαλείο χρήσης συστημάτων ΑΓΧ. Σύμφωνα και με την μικρή έρευνα που κάναμε το εργαλείο είναι ένα εύχρηστο, πρακτικό και κατανοητό εργαλείο ακόμα και για κάποιον που δεν ξέρει πολλά για τους ΑΓΧ. - Έγινε προσπάθεια συνδυασμού του μοντέλου των ΑΓΧ με τους Γενετικούς Αλγορίθμους. Παράλληλα έγινε προσπάθεια ανάπτυξης ενός νέου εξελικτικού αλγορίθμου βασισμένο στους εξελικτικούς μηχανισμούς που χρησιμοποιούν τα βακτήρια με στόχο την επιβίωση τους. Δυστυχώς στο παρόν στάδιο ακόμα δεν απέδωσε τα αναμενόμενα αυτή η προσπάθεια. Έτσι ακόμα γίνεται δουλειά στον τομέα αυτό ελπίζοντας ότι στο μέλλον θα έχουμε τα επιθυμητά αποτελέσματα. - Πετύχαμε να μπει η διάσταση του χρόνου έστω και στη διακριτή της μορφή στο μοντέλο των ΑΓΧ. Είναι η πρώτη φορά που αντιμετωπίζεται τόσο σχολαστικά το θέμα χρονοεξαρτήσεων στον χώρο των ΑΓΧ. Έγινε μια πολύ λεπτομερής ανάλυση της χρονικής ανταπόκρισης των συστημάτων ΑΓΧ μέσα από τις αλληλεπιδράσεις τους. Παρόλα αυτά η προσπάθεια πρέπει να συνεχιστεί ούτως ώστε η χρονική μοντελοποίηση συστημάτων ΑΓΧ να γίνει ακόμα πιο ρεαλιστική. Ο χρόνος πρέπει να μπει στους ΑΓΧ με τη συνεχή του μορφή. Προτεινόμενες κατευθύνσεις Η έρευνα πάντα πρέπει να συνεχίζεται με σκοπό την βελτιστοποίηση των υφιστάμενων τεχνολογιών. Η δική μας έρευνα μπορεί και χρειάζεται να συνεχιστεί κυρίως στις ακόλουθες δύο κατευθύνσεις: - Στην εισαγωγή της χρονικής διάστασης στους ΑΓΧ. Σε αυτή τη φάση ο χρόνος αντιμετωπίζεται ως διακριτός. Οι επαναλήψεις που κάνει το μοντέλο αντιστοιχούν σε μια μονάδα χρόνου και η εξέλιξη του συστήματος φαίνεται ανά τη συγκεκριμένη μονάδα χρόνου. Αποτελεί μεγάλη πρόκληση η είσοδος της χρονικής εξάρτησης στο σύστημα ΑΓΧ με τη συνεχή της μορφή.

5 - Στην επένδυση πάνω σε τεχνικές μέσα από τον χώρο της Υπολογιστικής Νοημοσύνης. Πιο συγκεκριμένα προτείνουμε τον κόσμο των εξελικτικών αλγορίθμων. Οι ΑΓΧ είναι εξ ορισμού μια υποκειμενική τεχνολογία μοντελοποίησης συστημάτων. Στην κλασσική τους μορφή αξιοποιείται μόνο η γνώση και η εμπειρία μιας ομάδας ειδικών. Με τη βοήθεια των εξελικτικών αλγορίθμων η γνώση των ειδικών θα χρησιμοποιείται ως βάση για την ανεύρεση των πραγματικών τιμών του συστήματος. Η δουλειά που έγινε με αφορμή αυτό το έργο στην δημιουργία ενός νέου εξελικτικού αλγορίθμου δεν απέδωσε ακόμη τα αναμενόμενα. Όμως αποτελεί μια γερή βάση πάνω στην οποία μπορούν να κτιστούν πολλά. Ο κόσμος των βακτηρίων είναι πολυδιάστατος σε αντίθεση με την απλοϊκή μορφή του βακτηρίου ως μονάδα. Η κωδικοποίηση του τρόπου επιβίωσης και εξέλιξης του πληθυσμού των βακτηρίων αποτελεί πρόκληση για τον χώρο της Υπολογιστικής Νοημοσύνης. Πόσο μάλλον δε αν καταφέρουμε τελικά να «παντρέψουμε» αυτόν τον κόσμο με το δικό μας καινοτομικό μοντέλο ΑΓΧ, καταλήγοντας σε ένα πρωτοποριακό σύστημα ΑΓΧ εξελικτικό ενσωματωμένο με τη διάσταση του χρόνου.