суббота, 29 ноября 2025 г.
суббота, 6 ноября 2021 г.
Лекция 9. Системы Линденмайера
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: пчелиный алгоритм, обязательные упражнения 1 и 6: ссылка
- задание MPI-4: ссылка
- последовательный код: ссылка
Ресурсы:
L-системы
- L-system (Wikipedia)
- A. Lindenmayer, Mathematical models for cellular interaction in development, J. Theoret. Biology, 1968, 18, p. 280–315 (PDF)
- Prusinkiewicz P, Hanan J (1989). Lindenmayer systems, fractals, and plants. Lecture Notes in Biomathematics Springer-Verlag:Berlin (PDF)
- Smith AR (1984) Plants, fractals and formal languages. Computer Graphics 18:July 1-10 (PDF)
- G. Rozenberg, A. Salomaa, The Mathematical Theory of L Systems, Academic Press, 1980
- Lindenmayer System Drawing Library (for LaTeX)
- L-Systems - The Nature of Code (YouTube)
- Tutorial 14. L-Systems (YouTube)
Приложения
- P. Prusinkiewicz, A. Lindenmayer, The Algorithmic Beauty of Plants, Springer-Verlag, 1996.
- Fractal charm: Space filling curves (YouTube)
- Hilbert's Curve: Is infinite math useful? (YouTube)
- Manousakis, Stelios (June 2006). Musical L-Systems (PDF)
- Why Penrose Tiles Never Repeat (YouTube)
- A. Turing, The Chemical Basis of Morphogenesis, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1952, 237 (641): 37–72
суббота, 30 октября 2021 г.
Лекция 8. Клеточные автоматы
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: бактериальный алгоритм, обязательные упражнения 5 и 6: ссылка
- задание MPI-3: ссылка
- последовательный код: ссылка
Ресурсы:
Элементарные клеточные автоматы
- Elementary cellular automaton (Wikipedia)
- Wolfram, Stephen (1994), Tables of Cellular Automaton Properties, Cellular Automata and Complexity: Collected Papers. Westview Press. pp. 516–521 (PDF)
- S. Wolfram, A New Kind of Science, Wolfram Media, 2002
- M. Cook, Universality in Elementary Cellular Automata, Complex Systems, 2004, 15, p. 1–40 (PDF)
- Cellular Automata and Rule 30, Stephen Wolfram (YouTube)
- Elementary Cellular Automata: Extended neighborhood produces endless complexity (YouTube)
Игра «Жизнь»
- Play Game of Life online
- Conway's Game of Life (Wikipedia)
- Inventing Game of Life by John Conway - Numberphile (YouTube)
- Мартин Гарднер, Крестики-нолики, М.: Мир, 1988
- Conway's Game of Life (YouTube)
- Let’s BUILD a COMPUTER in CONWAY's GAME of LIFE ⠠⠵ (YouTube)
- Hashlife (Wikipedia)
Клеточные автоматы
- Дж. фон Нейман, Теория самовоспроизводящихся автоматов, М.: Мир, 1971 (PDF)
- Т. Тоффоли, Н. Марголус, Машины клеточных автоматов, М.: Мир, 1991
- Cellular Automata: Multi-State world (rock, paper, scissor, lizard, spock) (YouTube)
- C. Langton, Studying artificial life with cellular automata, Physica D: 1986, 22, p. 120–149 (PDF)
- Lenia - Mathematical Life Forms (YouTube)
- Bert Wang-Chak Chan, Lenia - Biology of Artificial Life, Complex Systems, 2019, 28(3), 251-286 (PDF)
- 3D Cyclic Cellular Automata (YouTube)
суббота, 23 октября 2021 г.
Лекция 7. Генетические алгоритмы
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: муравьиные алгоритмы, обязательные упражнения 4 и 5: ссылка
- задание MPI-2: ссылка
- последовательный код: ссылка
Ресурсы:
Генетические алгоритмы
- J. Holland, Adaptation in Natural and Artificial Systems. Cambridge, MA: MIT Press, 1992
- D. Whitley, A genetic algorithm tutorial, Statistics and Computing, 1994, 4 (2), p. 65–85 (PDF)
- Генетические алгоритмы — математический аппарат
- Т.В. Панченко, Генетические алгоритмы, Издательский дом «Астраханский университет» 2007 (PDF)
- Генетический алгоритм, MachineLearning.ru
- E. Alba, B. Dorronsoro, Cellular Genetic Algorithms, Springer, 2008
Приложения
- J.-Y. Potvin, Genetic algorithms for the traveling salesman problem, Annals of Operations Research, 1996, 63, p. 339–370
- Hornby, G. S., Linden, D. S., Lohn, J. D., Automated Antenna Design with Evolutionary Algorithms, 2006 (PDF)
- Shahriar Shahrabi, Procedural Paintings with Genetic Evolution Algorithm
- Evolving AIs - Predator vs Prey, who will win? (YouTube)
- AI Learns to be a Car using a Genetic Algorithm (YouTube)
- Haradhan Chel, Deepak Mylavarapu, Deepak Sharma, A novel multistage genetic algorithm approach for solving Sudoku puzzle, 2016 International Conference on Electrical, Electronics, and Optimization Techniques (PDF)
Эволюционные вычисления
- S. Das, S. S. Mullick, P. N. Suganthan, Recent Advances in Differential Evolution - An Updated Survey, Swarm and Evolutionary Computation, 2016
- H.-G. Beyer and H.-P. Schwefel. Evolution Strategies: A Comprehensive Introduction. Journal Natural Computing, 1(1):3–52, 2002
- Genetic programming (Wikipedia)
суббота, 16 октября 2021 г.
Лекция 6. Алгоритмы роевой робототехники
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: муравьиная колония, обязательные упражнения 3 и 7: ссылка
Ресурсы:
Роевая робототехника
- Beni G., Wang J., Swarm Intelligence in Cellular Robotic Systems, 1989.
- Towards Data Science: Swarm Robotics: Projects, New Business Models & Technical Challenges
- Kilobot swarm (YouTube)
- Swarm Robots Cooperate with AR Drone (YouTube)
- 7 INCREDIBLE Swarm Robots (YouTube)
- Biggest drone display ever! - Guinness World Records (YouTube)
Алгоритмы роевой робототехники
- J. L. Deneubourg et al., The dynamics of collective sorting robot-like ants and ant-like robots, First Int. Conf. on the Simulation of Adaptive Behaviour, 1990, p. 356–363
- A. Vardy, G. Vorobyev, W. Banzhaf, Cache consensus: rapid object sorting by a robotic swarm, Swarm Intelligence, 2014, 8 (1), p. 61–87 (PDF)
- S. Garnier et al., Aggregation behaviour as a source of collective decision in a group of cockroachlike robots, In Lecture notes in artificial intelligence, 2005, Vol. 3630, Advances in artificial life, p. 169–178 (PDF)
- S. Nouyan et al., Path formation in a robot swarm, Swarm Intelligence, 2008, 2 (1), p. 1–23
- Swarm Robot Aggregation - BEECLUST algorithm (YouTube)
Лекция 5. Алгоритмы роевой оптимизации
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: метод роя частиц, обязательные упражнения 3 и 6: ссылка
Ресурсы:
Алгоритм бактериального поиска
- Chemotaxis: Bacteria attracted by a sugar crystal (YouTube)
- Chemotaxis: Molecular Events (YouTube)
- K. M. Passino, Biomimicry of bacterial foraging for distributed optimization and control, IEEE Control Systems Magazine, 22, 2002, p. 52–67
- B. Bassler, How bacteria talk to each other: regulation of gene expression by quorum sensing, Current Opinion in Microbiology, Vol. 2, Issue 6, 1999, p. 582–587
- Seth L. Shipman et al. CRISPR-Cas encoding of a digital movie into the genomes of a population of living bacteria. Nature, July 12, 2017
Пчелиный алгоритм
- The Honeybee Waggle Dance – Is it a Language?
- Bee Dance (YouTube)
- The Power of Bee Democracy (YouTube)
- D. Pham, À. Ghanbarzadeh et al., The Bees Algorithm – A Novel Tool for Complex Optimisation Problems, Intelligent Production Machines and Systems 2nd I*PROMS Virtual International Conference 3–14 July 2006, pp. 454-459
- Karaboga, Dervis (2010). Artificial bee colony algorithm. Scholarpedia. 5 (3): 6915
- S. Camazine, J. Sneyd et al., A mathematical model of selforganized pattern formation on the combs of honeybee colonies, Journal of Theoretical Biology, Vol. 147, 4, 1990, p. 553–571
Алгоритмы роевой оптимизации
суббота, 2 октября 2021 г.
Лекция 4. Муравьиные алгоритмы
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: модель Рейнолдса, обязательные упражнения 3 и 4: ссылка
Ресурсы:
Модели муравьиных колоний
- Халифман И. А., Муравьи, М.: Молодая гвардия, 1963
- S. Goss S., S. Aron, J. L. Deneubourg, J. M. Pasteels, Self-organized shortcuts in the Argentine ant, Naturwissenschaften, 1989, 76, p. 579–581
- M. Muller, R. Wehner, Path integration in desert ants, Cataglyphis fortis, Proc. Nati. Acad. Sci. USA, 1988, Vol. 85, p. 5287–5290
- C++ Ants Simulation 1, First approach (YouTube)
- Deborah Gordon: The emergent genius of ant colonies (YouTube)
Задача коммивояжера
- Travelling salesman problem (Wikipedia)
- Мудров В. И., Задача о коммивояжёре. М.: Знание, 1969
- Traveling Salesman Problem Visualization (YouTube)
Муравьиные алгоритмы
- Ant colony optimization algorithms (Wikipedia)
- M. Dorigo, V. Maniezzo, A. Colorni, Ant System: Optimization by a Colony of Cooperating Agents, IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, 1996, 26 (1), p. 29–41
- C. Blum, 2005 Ant colony optimization: Introduction and recent trends. Physics of Life Reviews, 2: 353-373 (PDF)
- T. Stutzle, H.H. Hoos, MAX MIN Ant System, Future Generation Computer Systems, 2000, Vol. 16, p. 889–914.
- Ant Colony Optimization (YouTube)
воскресенье, 19 сентября 2021 г.
Лекция 3. Метод роя частиц
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: метод имитации отжига, обязательные упражнения 3 и 4: ссылка
Ресурсы:
Роевой интеллект
- Swarm intelligence — Wikipedia
- What is Swarm AI? (YouTube)
- Taming the swarm - Collective Artificial Intelligence | Radhika Nagpal (YouTube)
Модель Рейнолдса
- Reynolds, Craig (1987). Flocks, herds and schools: A distributed behavioral model. Proceedings of the 14th annual conference on Computer graphics and interactive techniques SIGGRAPH'87, pp. 25–34
- Boids. Background and Update, by Craig Reynolds
- Stanley and Stella in Breaking the Ice (1987) (YouTube)
- Coding Challenge #124: Flocking Simulation (YouTube)
- T. Vicsek, et al., Novel Type of Phase Transition in a System of Self-Driven Particles, Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 6, p. 1226–1229 (PDF)
Метод роя частиц
- J. Kennedy, R. Eberhart, Particle Swarm Optimization, Proc. of IEEE International Conference on Neural Networks, 1995, p. 1942–1948
- J. Dieterich, B. Hartke, Empirical Review of Standard Benchmark Functions Using Evolutionary Global Optimization, Applied Mathematics, Vol. 3 No. 10A, 2012, p. 1552–1564 (PDF)
- Kennedy, J., Eberhart, R. C. (1997). A discrete binary version of the particle swarm algorithm, Conference on Systems, Man, and Cybernetics, Piscataway, NJ: IEEE Service Center, pp. 4104-4109 (PDF)
- Learn Particle Swarm Optimization (YouTube)
Алгоритм CSO
четверг, 16 сентября 2021 г.
Лекция 2. Методы Монте-Карло
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: задача Бюффона, обязательные упражнения 7 и 8: ссылка
- задание MPI-1: ссылка
- последовательный код: ссылка
- Учебное пособие Ершов Н.М., Попова Н.Н. Естественные модели параллельных вычислений с методическими рекомендациями по параллельной реализации рассматриваемых моделей и алгоритмов
Ресурсы:
Метод Монте-Карло
- Monte Carlo method — Wikipedia
- Metropolis, N. and Ulam, S. (1949) The Monte Carlo Method. Journal of the American Statistical Association, 44, 335-341 (PDF)
- Metropolis, N. (1987). The beginning of the Monte Carlo method. Los Alamos Science (1987 Special Issue dedicated to Stanislaw Ulam): 125–130 (PDF)
- Соболь И. М. Метод Монте-Карло. М., "Наука", 1968, 64 с. ("Популярные лекции по математике", вып. 46)
- Monte Carlo Methods: Data Science Basics (YouTube)
Задача Бюффона
- Buffon's needle problem — Wikipedia
- Pi and Buffon's Matches - Numberphile (YouTube)
- E. B. Mallon, N. R. Franks, Ants Estimate Area Using Buffon’s Needle, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 267.1445, 2000, p. 765–770. (PDF)
- B. J. Arnow, On Laplace’s Extension of the Buffon Needle Problem, The College Mathematics Journal, Vol. 25, No. 1, Jan. 1994, p. 40–43.
- J. F. Ramaley, Buffon’s Noodle Problem // The American Mathematical Monthly, Vol. 76, No. 8, p. 916–918.
Модели случайных блужданий
- R. Brown, A brief account of microscopical observations made in the months of June, July and August, 1827, on the particles contained in the pollen of plants; and on the general existence of active molecules in organic and inorganic bodies, Philosophical Magazine, 1828, 4: p. 161–173. (PDF)
- Эйнштейн, А. О движении взвешенных в покоящейся жидкости частиц, требуемом молекулярно-кинетической теорией теплоты, Ann. Phys., 1905, 322, p. 549–560. (PDF)
- Random walk — Wikipedia
- What is a Random Walk? | Infinite Series (YouTube)
- S. Song, J. Song, A Note on the History of the Gambler’s Ruin Problem, Communications for Statistical Applications and Methods, 2013, Vol. 20, No. 2, p. 157–168. (PDF)
Метод имитации отжига
- N. Metropolis, A. Rosenbluth, M. Rosenbluth, A. Teller, E. Teller, Equation of State Calculations by Fast Computing Machines, The Journal of Chemical Physics, 1953, 21 (6), p. 1087–1092.
- Мейлихов Е. З., Трагическая и счастливая жизнь Эрнста Изинга, Природа, №7, 2006
- S. Kirkpatrick, C. Gelatt, M. Vecchi, Optimization by simulated annealing, Science, 1983, May 13, 220 (4598), p. 671–680.
- Simulated Annealing Explained By Solving Sudoku - Machine Learning (YouTube)
понедельник, 6 сентября 2021 г.
Лекция 1. Введение
Материалы к лекции:
- презентация: ссылка
- тест: ссылка
- форма для ответов: ссылка
- задание NetLogo: модель из презентации
- регламент: ссылка
Ресурсы:
Естественные вычисления
- Natural computing — Wikipedia
- Lila Kari, Grzegorz Rozenberg (October 2008). The Many Facets of Natural Computing. Communications of the ACM. 51 (10): 72–83.
- Leandro Nunes de Castro (March 2007). Fundamentals of Natural Computing: An Overview. Physics of Life Reviews. 4 (1): 1–36
Среда моделирования NetLogo
- NetLogo Home Page
- Справочник по командам языка NetLogo
- Wilensky U., Rand W., An introduction to agent-based modeling: Modeling natural, social and engineered complex systems with NetLogo, Cambridge: MIT Press, 2015
- Vidal J., Fundamentals of Multiagent Systems Using NetLogo, 2010 (PDF)"
- Introduction to Agent Based Modeling course by Prof. Bill Rand (YouTube)
Язык программирования Logo
- Logo (programming language) — Wikipedia
- Abelson H., Goodman N., Rudolph L., Logo Manual, Artificial Intelligence Lab, Massachusetts Institute of Technology, December 1974 (PDF)
Среда моделирования StarLogo
Подписаться на:
Сообщения (Atom)