Bakteriální multiagentní systémy

Mgr. Vladimír Smolka

Disertační práce

Bacterial multiagent systems

Anotace:

Morfogenetický systém (zkráceně M systém) je bio-inspirovaný výpočetní model, který implementuje klíčové vlastnosti bakteriální morfogeneze jako je samouspořádání, růst, homeostáze, samoreprodukce a samooprava vyvíjeného systému. M systém využívá pravidel vycházejících z membránových výpočtů s přidáním několika unikátních vlastností jako je geometrie či samouspořádání. Teoretické studie potvrdily, že M systém je výpočetně univerzální a schopný řešit NP úplné problémy. Taktéž se potvrdila robustnost systému vůči poškození a schopnost samoléčení. Součástí výzkumu morfogenetických systémů je i praktická implementace - simulační platforma Cytos. Platforma je vytvořena za účelem jednoduchého použití a rychlého vytvoření zamýšleného experimentu. Cytos se skládá ze dvou částí – simulátoru a vizualizace. Obojí je vydáno v Open Source licenci a volně ke stažení.

Abstract:

Morphogenetic system (M system) is a bio-inspired computing model which implements key aspects of bacterial morphogenesis, including phenomena such as self-assembly, growth, homeostasis, self-reproduction and self-healing of evolving systems. M system is design to study these phenomena theoretically and also by experiments and simulations. The system is based on roots of membrane computing but with unique features like geometry and self-assembly. Theoretical studies proved that M system is computational universal, able to solve difficult NP problems, and it also shows robustness to injuries and self-healing capabilities. Morphogenetic systems research includes also a simulation platform called Cytos allowing researchers to build their own experiments very easily. The platform consists of two main parts - simulator and visualizer. Both parts are released under Open Source license and free to download.

Keywords

morfogenetický systém, samoorganizace, samoléčení, membránové výpočty, pravidlové systémy, morphogenetic system, self-organization, self-healing, membrane computing, rule-based systems

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 29. 3. 2021

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 31. 5. 2021
• Vedoucí: doc. Ing. Petr Sosík, Dr.
• Oponent: Prof. Marian Gheorghe, Prof. Alfonso Rodríguez-Patón

Slezská univerzita v Opavě

Filozoficko-přírodovědecká fakulta v Opavě

Doktorský studijní program / obor:
Informatika / Autonomní systémy