Evoluční algoritmy s využitím metody Novelty search

Bc. Adam Ulrich

Master's thesis

Evolutionary Algorithms and the Novelty Search Method

Abstract:

Cílem této diplomové práce je provést výzkum na téma možnosti implementace novelty search do evolučních algoritmů. První část se zabývá teoretickým popisem problematiky, vysvětlením základních pojmů a motivací k tématu. Čtenář je nejprve uveden do problematiky širšího spektra, které je postupně zužováno až k samotnému novelty search. Problematika jinak velmi abstraktní vědy je v teoretické části práce vysvětlována pomocí různých analogií. V závěru teoretické části práce jsou zvoleny a popsány konkrétní evoluční algoritmy, které budou podrobeny implementaci novelty search. V praktické části práce jsou tyto algoritmy naprogramovány, je navržena a popsána metodika evaluace novelty search a tato metodika je využita pro implementaci novelty search do zvolených evolučních algoritmů. V praktické části práce je představeno několik možných implementací, které jsou podrobně popsány a vyhodnoceny pomocí statistických metod. Závěrem práce je zhodnocení výsledků jednotlivých implementací této inovativní a doposud málo probádané metodiky.

Abstract:

The aim of this diploma thesis is to conduct research on the possibility of implementing novelty search into evolutionary algorithms. The first part deals with a theoretical description of the issue, an explanation of basic concepts and motivations for the topic. The reader is first introduced to the issue of a wider spectrum, which is gradually narrowed down to the novelty search itself. The issue of otherwise very abstract science is explained in the theoretical part of the work using various analogies. At the end of the theoretical part of the work, specific evolutionary algorithms are selected and described, which will be subjected to the implementation of novelty search. In the practical part of the work, these algorithms are programmed, the methodology of novelty search evaluation is designed and described, and this methodology is used for the implementation of novelty search into selected evolutionary algorithms. The practical part of the work presents several possible implementations. These implementations are described in detail and evaluated using statistical methods. The conclusion of the work is the evaluation of the results of individual implementations of this innovative and so far little studied methodology.

Keywords

evoluční algoritmy, novelty search, PSO, diferenciální evoluce, heuristika

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 5. 2021

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. Roman Šenkeřík, Ph.D.

Tomas Bata University in Zlín

Faculty of Applied Informatics

Master programme / field:
Engineering Informatics / Information Technologies