Uma metodologia biologicamente inspirada para projeto automático de redes neurais artificiais usando Sistemas-L paramétricos com memória

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: CAMPOS, Lidio Mauro Lima de
• Orientador(a): OLIVEIRA, Roberto Célio Limão de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pará
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
• Departamento: Instituto de Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Redes neurais (Computação); Computação evolucionária; Algoritmos genéticos; Redes neurais artificiais
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7278

Essa tese propõe um algoritmo neuro-evolutivo (ANE) que utiliza um esquema de codificação indireto compacto para representar seus genótipos (um conjunto de dez regras de produção de um sistema de lindenmayer com memória), além disso, possui a habilidade de reuso dos genótipos e automaticamente construir redes neurais modulares, hierárquicas e recorrentes. Um algoritmo genético evolui um sistema de lindenmayer (sistema-l) que é usado para projetar a arquitetura de redes neurais. Essa codificação neural proporciona redução de escalabilidade e do espaço de busca em relação a outros métodos, possibilitando uma busca mais eficiente no espaço infinito de arquiteturas de redes neurais. Em adição, o sistema usa um mecanismo de checagem paralelo do genoma que aumenta o paralelismo implícito e a convergência do AG. A função fitness do ANE recompensa redes neurais que são facilmente implementadas. Essa é a primeira tentativa de gerar redes recorrentes a partir dessa combinação de metáforas. O ANE foi testado utilizando cinco bancos de dados do mundo real para classificação e três bens conhecidos para predição de séries temporais (PST). Os resultados são estatisticamente comparados com algoritmos proeminentes citados no estado da arte e com vários métodos de predição (ADANN, ARIMA, UCM e Forecast Pro®). Na maioria dos casos, o ANE superou os outros métodos produzindo classificação e predição de séries temporais mais precisas com um menor esforço computacional. Esses resultados são atribuídos a melhoria da eficácia e eficiência no processo de tomada de decisão. O resultado é uma arquitetura de rede neural otimizada para resolver problemas de classificação e simular problemas dinâmicos.