Detail publikace

Semantically-Oriented Mutation Operator in Cartesian Genetic Programming for Evolutionary Circuit Design

HODAŇ David, MRÁZEK Vojtěch a VAŠÍČEK Zdeněk. Semantically-Oriented Mutation Operator in Cartesian Genetic Programming for Evolutionary Circuit Design. In: GECCO 2020 - Proceedings of the 2020 Genetic and Evolutionary Computation Conference. Cancún: Association for Computing Machinery, 2020, s. 940-948. ISBN 978-1-4503-7128-5. Dostupné z: http://arxiv.org/abs/2004.11018
Název česky
Sémanticky orientovaný mutační operátor vhodný pro evoluční návrh obvodů pomocí kartézského genetického programování
Typ
článek ve sborníku konference
Jazyk
angličtina
Autoři
Hodaň David, Ing. (UPSY FIT VUT)
Mrázek Vojtěch, Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
Vašíček Zdeněk, doc. Ing., Ph.D. (UPSY FIT VUT)
URL
Abstrakt

Navzdory mnoha úspěšným aplikacím trpí kartézské genetické programování (CGP) omezenou škálovatelností, zejména pokud se používá pro návrh evolučních obvodů. Například při návrhu násobičky představuje 5-bitová násobička nejsložitější obvod vyvinutý z náhodně vytvořené počáteční populace. Účinnost CGP do značné míry závisí na výkonu operátoru bodové mutace, což je čistě stochastický operátor. Tako přístup se rozchází oproti poslednímu vývoji v oblasti využívající genetické programování (GP), kde v poslední době dochází k integraci pokročilých informovaných přístupů, jako jsou sémantické operátory, které dovolují GP zefektivnit prohledávání stavového prostoru. V tomto článku navrhujeme sémanticky orientovaný mutační operátor (SOMO) vhodný pro evoluční návrh kombinačních obvodů. SOMO používá sémantiku k určení nejlepší hodnoty pro každý mutovaný gen. Ve srovnání s běžným CGP a jeho variantami, stejně jako s nedávnými verzemi sémantického GP, navrhovaná metoda konverguje u známých booleovským problémů podstatně rychleji, přičemž velikost fenotypu zůstává relativně malá. Úspěšně navržené instance prezentované v tomto článku zahrnují 10-bitovou paritu, 10 + 10-bitovou sčítačku a 5 × 5-bitovou násobičku. Nejsložitější obvody byly vyvinuty za méně než jednu hodinu s implementací s jedním vláknem běžící na jednom jádru CPU.

Rok
2020
Strany
940-948
Sborník
GECCO 2020 - Proceedings of the 2020 Genetic and Evolutionary Computation Conference
Konference
Genetic and Evolutionary Computations Conference 2020, Cancun, MX
ISBN
978-1-4503-7128-5
Vydavatel
Association for Computing Machinery
Místo
Cancún, MX
DOI
10.1145/3377930.3390188
UT WoS
000605292300109
EID Scopus
2-s2.0-85091796623
BibTeX 
@INPROCEEDINGS{FITPUB12194,
   author = "David Hoda\v{n} and Vojt\v{e}ch Mr\'{a}zek and Zden\v{e}k Va\v{s}\'{i}\v{c}ek",
   title = "Semantically-Oriented Mutation Operator in Cartesian Genetic Programming for Evolutionary Circuit Design",
   pages = "940--948",
   booktitle = "GECCO 2020 - Proceedings of the 2020 Genetic and Evolutionary Computation Conference",
   year = 2020,
   location = "Canc\'{u}n, MX",
   publisher = "Association for Computing Machinery",
   ISBN = "978-1-4503-7128-5",
   doi = "10.1145/3377930.3390188",
   language = "english",
   url = "https://www.fit.vut.cz/research/publication/12194"
}
Nahoru