Systemic Evolutionary Algorithm inspired by the methods of quantum computing to improve the accuracy of the model on the neuronal motion the end of the robot arm PR–02

• Autorzy: Wołynka Ł. , Tchórzewski J.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1508-4248.2016.0026

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article contains selected results of research on the design Systemic Evolutionary Algorithm inspired by quantum informatics methods and description how to implement it in Matlab language in order to use for improve parameters neural model on example robot robot PR–02 arm motion. Initial population was based on weights matrix of artificial neural network. Randomly selected population of individual chromosomes in both the initial and in the following parent population have been converted to binary values, and these to quantum values by using created for this purpose quatization() function. Quantum gene value was determined on the basis of stonger pure state represented by different chromosomes, to which dequantization() function was used. Selection of individuals was conducted based on the model of neural robot PR–02 motion implemented in Matlab language using calculationsNeuralNetworks() function.

Słowa kluczowe

EN

Evolution algorithms; quantum computing; Modeling systems; Robot PR–02; Artificial Neural Networks; Environment MATLAB and Simulink

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Computer Applications in Electrical Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 14
• Strony: 297--312
• Opis fizyczny: Bibliogr. 44 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wołynka Ł.

• Siedlce University of Natural Sciences and Humanities

autor

Tchórzewski J.

• Siedlce University of Natural Sciences and Humanities

Bibliografia

• [1] Bellac L.M., Wstęp do informatyki kwantowej (in Polish), WN PWN, Warszawa 2011.
• [2] Embedded MATLAB™ User’s Guide © COPYRIGHT 2007 by The MathWorks, Inc. Natick, MA 01760–2098 (USA).
• [3] Giaro K., Kamiński M., Wprowadzenie do algorytmów kwantowych (in Polish), AOW EXIT, Warszawa 2003.
• [4] Giergiel J., Hendzel Z., Krzepkie algorytmy sterowania ruchem nadążnym mobilnych robotów kołowych (in Polish), Materiały: Warsztaty mobilnych robotów, IPPT PAN, Warszawa, 1997, 65–72.
• [5] Greenberg Y.S., Kochmanski M., Podstawy informatyki kwantowej. Elementarne wprowadzenie (in Polish). Wyd. URz., Rzeszów 2011.
• [6] Han K., Kim J., Genetic quantum algorithm and its application to combinatorial optimization problem, Evolutionary Computation, 2000. Proceedings of the 2000 Congress on, 2000, Vol. 2, pp. 1354–1360.
• [7] Helt P., Parol M., Piotrowski P., Metody sztucznej inteligencji w elektroenergetyce (in Polish). OW PW. Warszawa 2000.
• [8] Heller M., Elementy mechaniki kwantowej dla filozofów (in Polish), OBI, Wyd. DT Biblios, Kraków 2011.
• [9] Hervensalo M., Algorytmy kwantowe (in Polish), WSiP, Warszawa 2004.
• [10] Hendzel Z., Żylski W., Krzepki obserwator uogólnionych prędkości mobilnego robota kołowego (in Polish), Materiały VI Krajowej Konferencji Robotyki, Wrocław 1998.
• [11] Korbicz J., Sztuczne sieci neuronowe i ich zastosowanie w elektrotechnice i energetyce (in Polish). Przegląd Elektrotechniczny nr 9/2009, s. 194–200.
• [12] Kaczorek T., Dzieliński A., Dąbrowski W., Łopatka R., Podstawy teorii sterowania (in Polish). WNT, Warszawa 2007.
• [13] Kwaśnicka H., Obliczenia ewolucyjne w sztucznej inteligencji(in Polish). PWr., Wrocław 1999.
• [14] Kłopotek M.A., Techniczne zastosowanie strategii ewolucyjnych (in Polish). IPI PAN, Warszawa 1999.
• [15] Liao G., Using chaotic quantum genetic algorithm solving environmental economic dispatch of Smart Microgrid containing distributed generation system problems, Power System Technology, POWERCON, 2010 International Conference on, 2010, pp. 1–7.
• [16] Michalewicz Z., Algorytmy genetyczne + struktury danych = programy ewolucyjne (in Polish). WNT, Warszawa 1999.
• [17] Narayanan A., Moore M., Quantum–inspired genetic algorithms, Proceedings of IEEE International Conference on Evolutionary Computation, pp. 61–66, IEEE, 1996.
• [18] Osowski S., Sieci neuronowe do przetwarzania informacji (in Polish). PW, Warszawa 2000.
• [19] Pittenger A.O., An Introduction to Quantum Computing Algorithms, Birkhauser, Boston 2000.
• [20] Sawerwain M., Wisniewska J., Informatyka kwantowa. Wybrane obwody i algorytmy (in Polish). WN PWN SA, Warszawa 2015.
• [21] Szkodny T., Kinematyka robotów przemysłowych (in Polish). Wyd. PŚ., Gliwice 2013.
• [22] Susskind L., Friedeman A., Mechanika kwantowa. Teoretyczne minimum (in Polish). Prószyński i S–ka, Warszawa 2016.
• [23] Tadeusiewicz R., Sztuczne sieci neuronowe (in Polish). AOWRW, Warszawa 1993.
• [24] Tadeusiewicz R., Szaleniec M., Leksykon sieci neuronowych (in Polish). Wyd. Fundacji „Projekt Nauka”, Wrocław 2015.
• [25] Tchórzewski J., Możliwości informatyki kwantowej do poprawy dokładności modelowania. Część 1. Kwantowy algorytm ewolucyjny (in Polish). Poznan University of Technology. Academic Journal. Wyd. PP, Poznań 2016.
• [26] Tchórzewski J., Wołynka Ł., Możliwości informatyki kwantowej do poprawy dokładności modelowania. Część 2. Kwantowy algorytm ewolucyjny ruchu robota PR–02 (in Polish). Poznan University of Technology. Academic Journal. Wyd. PP, Poznań 2016.
• [27] Tchórzewski J., Chyży E., Researching the Development of the Electrical Power System Using Systemically Evolutionary Algorithm. International Journal of Soft Computing and Software Engineering [JSCSE], Vol. 6, No. 1, pp. 1–10, 2016.
• [28] Tchórzewski J., Rozwój systemu elektroenergetycznego w ujęciu teorii sterowania i systemów (in Polish). OW PWr. Wrocław 2013.
• [29] Tchórzewski J., Systemic Evolution Algorithms for the design of the development of the electricity market, 10th International Conference on the European Energy Market, EEM 2013, IEEE Xplore Digital Library, 2013, pp. 1–8.
• [30] Tchórzewski J., Jurkowski B., Stan i możliwości implementacyjne informatyki kwantowej na przykładzie kwantowego algorytmu ewolucyjnego (in Polish). [w:] Postępy w Elektrotechnice Stosowanej. Materiały VII Ogólnopolskiej Konferencji Naukowo–Technicznej PES–7. OW PTETiS. Wydz. Elektryczny PW, Ośrodek Promocji Badań z/z Energoelektroniki PW. PS Sekcja IEEE. Warszawa–Kościelisko 2009.
• [31] Tchórzewski J., Wąsowski A., Systemowy algorytm ewolucyjny SAE w generowaniu rozwoju rynku energii elektrycznej (in Polish). Materiały V Międzynarodowej Konferencji Naukowo–Technicznej ENERGETYKA. PWr., Wrocław 2008.
• [32] Tchórzewski J., Systemic Method of Structure and Parameters Researching for Beginning Population Building of Evolving Algorithm SAE on the Example of Electricity Market, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 17, No 2A, 2008, pp. 86–89.
• [33] Tchórzewski J., Owczarczyk P., Model and Implementation of Quantum Neural Network for Transfer Knowledge about Electricity Market, Studia Informatica, Vol 3–4 (7) 2007, AP, Siedlce 2007.
• [34] Tchórzewski J., Owczarczyk P., Model i implementacja kwantowej sieci neuronowej do przetwarzania wiedzy o rynku energii elektrycznej (in Polish). Computer Application in Electrical Engineering, Politechnika Poznańska, Poznań 2007.
• [35] Tchórzewski J., Systemowy Algorytm Ewolucyjny SAE. Bio–Algorithms and Med–Systems (in Polish). Journal Edited by Collegium Medicum. Vol. 1, No. 1/2/2005, UJ. Kraków 2005, pp. 61–64.
• [36] Tchórzewski R.J, Ruciński A., Model i implementacja systemowego algorytmu ewolucyjnego do poszukiwania nowego stanu systemu elektroenergetycznej sieci przesyłowej. Studia Informatica, Systemy i technologie informacyjne. UPH, Siedlce 2005, nr 1 (5), s. 59–67.
• [37] Tchórzewski J., Systemowe badanie prawidłowości rozwoju systemu sterownia na przykładzie rozwoju elektroenergetycznej sieci przesyłowej (in Polish). Rozprawa naukowa nr 58. AP. Siedlce 1997.
• [38] Tchórzewski J., Cybernetyka życia i rozwoju systemów (in Polish). Monografie nr 22. Wyd. WSRP w Siedlcach. Siedlce 1992.
• [39] Tchórzewski J., Inżynieria rozwoju systemów (in Polish). Monografie nr 18. Wyd. WSRP w Siedlcach. Siedlce 1990.
• [40] Węgrzyn S., Klamka J., i inni, Nano i kwantowe systemy informatyki (in Polish). Wyd. PŚ, Gliwice 2004.
• [41] Wierzchoń S., Kłopotek M., Cluster analysis. Monografie. Wyd. IPI PAN. Warszawa 2015.
• [42] Wołynka Ł., Model i implementacja kwantowego algorytmu ewolucyjnego na przykładzie ruchu robota PR–02 (in Polish). Praca magisterska napisana pod kierunkiem prof. nzw. dr hab. inż. Jerzego Tchórzewskiego w Zakładzie Modelowania i Projektowania Systemów Informatycznych Instytutu Informatyki na Wydziale Nauk Ścisłych, UPH, Siedlce 2015.
• [43] Zieliński J. [red.], Inteligentne systemy w zarządzaniu. Teoria i praktyka (in Polish). WN PWN. Warszawa 2000.
• [44] Żurada J., Barski M., Jędruch W., Sztuczne sieci neuronowe. Podstawy teorii i zastosowania(in Polish). PWN, Warszawa 1996.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).