Sistema evolutivo bio-inspirado en el comportamiento bacteriano

Zusammenfassung

El objetivo fundamental de esta tesis es la construcción de un nuevo método de Computación Evolutiva que implemente un proceso evolutivo asíncrono, descentralizado, continuo y de propósito general, enfocado a la generación automática de sistemas inteligentes. Se introduce el sistema evolutivo guiado por gramáticas (GGEAS), un marco de trabajo que, gracias a su diseño modular, es capaz de adaptar la utilización de técnicas de programación genética guiada por gramáticas a la construcción de sistemas inteligentes en diferentes dominios de aplicación. GGEAS ha sido utilizado para construcción automática de sistemas inteligentes simbólicos, sub-simbólicos y circuitos biológicos sintéticos. Se presenta la bacteria artificial como un vehículo evolutivo inspirado en el comportamiento de las bacterias en la Naturaleza. La bacteria artificial es capaz de codificar un sistema inteligente en su interior mediante un árbol de derivación perteneciente a una gramática libre de contexto, sobre el cual desarrolla un proceso evolutivo constante y asíncrono mientras se desplaza en un entorno tridimensional simulado que se halla en constante cambio. Asimismo, se definen el operador de conjugación y el método de control de la población mediante detección de quorum. El operador de conjugación permite realizar operaciones de cruce basado en gramáticas entre los sistemas inteligentes de dos bacterias artificiales que se hallan próximas en el entorno. La detección de quorum implementa un mecanismo distribuido del control del tamaño de la población de bacterias artificiales. Las técnicas desarrolladas en esta tesis componen el Sistema Evolutivo Bio-inspirado en el Comportamiento Bacteriano. Este sistema se inspira en el comportamiento natural de las poblaciones bacterianas, para proporcionar un mecanismo de evolución que conserva las bondades de GGEAS y es capaz de generar automáticamente sistemas inteligentes que operan en entornos en constante cambio.