La robótica morfogenética [1] generalmente se refiere a las metodologías que abordan desafíos en robótica inspirados en la morfogénesis biológica . [2] [3]
Fondo
Diferencias a epigenética
La robótica morfogenética está relacionada con la robótica epigenética , pero se diferencia de ella . La principal diferencia entre la robótica morfogenética y la robótica epigenética es que la primera se centra en la autoorganización , la autoconfiguración, el autoensamblaje y el control autoadaptativo de los robots utilizando mecanismos genéticos y celulares inspirados en la morfogénesis temprana biológica ( desarrollo independiente de la actividad ), durante el cual el cuerpo y el controlador de los organismos se desarrollan simultáneamente, mientras que este último enfatiza el desarrollo de las capacidades cognitivas de los robots, como el lenguaje, la emoción y las habilidades sociales, a través de la experiencia durante la vida ( desarrollo dependiente de la actividad ). La robótica morfogenética está estrechamente relacionada con la biología del desarrollo y la biología de sistemas , mientras que la robótica epigenética está relacionada con la neurociencia cognitiva del desarrollo surgida de la ciencia cognitiva , la psicología del desarrollo y la neurociencia .
Temas
La robótica morfogenética incluye, entre otros, los siguientes temas principales:
- La "robótica del enjambre morfogenético" se ocupa de la autoorganización de múltiples robots utilizando mecanismos genéticos y celulares que gobiernan la morfogénesis temprana biológica; [4] [5] [6] [7] [8] [9]
- Los " robots modulares morfogenéticos " son cuando los robots modulares adaptan su configuración de forma autónoma utilizando principios morfogenéticos; [10] [11]
- Los "enfoques de desarrollo" se ocupan del diseño del plano corporal de los robots, como sensores y actuadores, así como del diseño del controlador, por ejemplo, un controlador neuronal que utiliza un modelo de red reguladora de genes de codificación generativa [12] . [13] [14] [15] [16] [17]
Ver también
Referencias
- ^ Y. Jin y Y. Meng. Robótica morfogenética: un nuevo campo emergente en la robótica del desarrollo . Transacciones IEEE sobre sistemas, hombre y cibernética, Parte C: Aplicaciones y revisiones , 41 (2): 145-160, 2011
- ^ I. Salazar-Ciudad, H. García-Fernández y RV Sole. Redes de genes capaces de formar patrones: desde la inducción hasta la reacción-difusión . Revista de biología teórica, 205: 587-603, 2000
- ^ L. Wolpert. Principios de desarrollo. Prensa de la Universidad de Oxford, 2002
- ^ H. Guo, Y. Meng y Y. Jin. Un mecanismo celular para la construcción de múltiples robots a través de la optimización evolutiva de múltiples objetivos de una red reguladora de genes . BioSystems , 98 (3): 193-203, 2009
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- ^ H. Hamann, H. Wörn, K. Crailsheim, T. Schmickl: Modelos macroscópicos espaciales de un algoritmo de enjambre robótico bioinspirado . IROS 2008: 1415-1420
- ^ Y. Jin, H. Guo e Y. Meng. Una red reguladora de genes jerárquica para la formación de patrones adaptativos de múltiples robots . Transacciones IEEE sobre sistemas, hombre y cibernética, Parte B: Cibernética , 42 (3): 805-816, 2012
- ^ H. Guo, Y. Jin e Y. Meng. Un marco morfogenético para la formación de patrones autoorganizados de múltiples robots y la cobertura de límites . Transacciones ACM en sistemas autónomos y adaptables , 7 (1), artículo n. ° 15, abril de 2012. doi: 10.1145 / 2168260.2168275
- ^ T. Schmickl, J. Stradner, H. Hamann y K. Crailsheim. Principales retroalimentaciones que apoyan la evolución artificial en robótica multimodular . Proc. IEEE / RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems (IROS) , Exploring New Horizons in Evolutionary Design of Robots Workshop, del 11 al 15 de octubre de 2009, St. Louis, MO, EE. UU., Págs. 65-72
- ^ Y. Meng, Y. Zheng y Y. Jin. Autoconfiguración autónoma de robots modulares mediante la evolución de un modelo mecanoquímico jerárquico . Revista IEEE Computational Intelligence , 6 (1): 43-54, 2011
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- ^ JA Lee y J. Sitte. Controladores de hardware evolutivos morfogenéticos para robots caminando . En: 2do Simposio internacional sobre minirobots autónomos para la investigación y el entretenimiento educativo (AMiRE 2003) , 18-20 de febrero de 2003, Brisbane, Australia
- ^ G. Gomez y P. Eggenberger. Síntesis evolutiva del agarre mediante movimientos autoexploratorios de una mano robótica . Congreso de Computación Evolutiva , 2007
- ^ L. Schramm, Y. Jin, B. Sendhoff. Acoplamiento emergente de control motor y desarrollo morfológico en la evolución de animales multicelulares . Décima Conferencia Europea sobre Vida Artificial, Budapest, septiembre de 2009
- ^ Y. Meng, Y. Jin y J. Yin. Modelado de la plasticidad dependiente de la actividad en redes neuronales con picos de BCM con aplicación al reconocimiento del comportamiento humano . Transacciones IEEE en redes neuronales , 22 (12): 1952-1966, 2011
- ^ J. Yin, Y. Meng y Y. Jin. Un enfoque de desarrollo para la autoorganización estructural en la computación de yacimientos . Transacciones IEEE sobre desarrollo mental autónomo , 2012
enlaces externos
- Un sitio web sobre robótica morfogenética mantenido por el profesor Yaochu Jin
- Proyecto CE FP7: SWARM-ORGAN
- Proyectos Europeos: Organismos Robot Simbióticos Evolutivos (SYMBRION) y Organismos Robóticos Evolutivos de Autoprogramación y Autoensamblaje (REPLICATOR)
- Laboratorio de Sistemas Inteligentes del Prof.Dario Floriano
- Laboratorio de Síntesis Computacional de Cornell del Prof. Hod Lipson
- Laboratorio de organización de máquinas dinámicas y evolutivas del profesor John Pollack