Programação Genética em Aplicações Gráficas para Jogos: Simulação e Visualização de Plantas utilizando Flash Actionscript
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Data
2008
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Resumo
Tirando vantagem dos poderosos mecanismos existentes na natureza, o objectivo deste trabalho foi o de criar uma aplicação capaz de evoluir estruturas de plantas em Flash. Isto foi possível através da combinação da gramática L-System, que define a arquitectura da planta, e da Programação Genética, que evolui a planta produzida e gera uma população de filhos que diferem bastante dos pais originais em apenas algumas gerações.
O que este programa faz é a Validação da Sintaxe, a Produção e a interpretação da planta L-System, pegando no axioma e regras de produção dadas e fazendo um constante substituição dos símbolos, pelos seus respectivos sucessores durante várias iterações. De seguida, uma palavra é lida e cada comando interpretado para fazer o seu desenho.
Quando as diferentes plantas são atribuídas com um valor de aptidão, pela sua aparência estética, as palavras que compõem a sua estrutura, são enviadas para a Programação Genética a fim de servirem de, indivíduos. Aí os indivíduos são seleccionados e os seus ramos aleatoriamente trocados entre pares de plantas de forma a gerar um par,de plantas filho, sendo de, novo enviadas para a Interpretação do L System,de forma a serem desenhadas.
Uma vez que as novas gerações de plantas são visualmente distintas, das estruturas dos pais, conseguimos evoluir plantas L-Systems através, da Programação Genética.
Taking advantage of the powerful mechanisms existing in nature, the purpose of this work was to create an application capable of evolving a plant structure in Flash. It does so by combining the LSystem grammar, which defines the architecture of the plant, and Genetic Programming, which will evolve the produced L-Systems and generate a population of children quite different from their original parents in just a few generations. What this program does is the Syntax Validation, the Production and the Interpretation of the L-System plant, taking the given axiom and production rules and doing a constant replacement of the symbols with their respective successors during several iterations. Then the word is read and each command interpreted to draw the plant. When the different plants are given a fitness value for their A esthetic appearance, the words that define their structures are sent to the Genetic Programming to serve as individuals. There the individuals are selected and their branches randomly switched between parent plants in order to create a pair of child plants, being those sent again to the L-System's Interpretation step to be drawn. Since the new generations of plants are visually distinct from their parents’ structures, we can evolve L-System plants through Genetic Programming.
Taking advantage of the powerful mechanisms existing in nature, the purpose of this work was to create an application capable of evolving a plant structure in Flash. It does so by combining the LSystem grammar, which defines the architecture of the plant, and Genetic Programming, which will evolve the produced L-Systems and generate a population of children quite different from their original parents in just a few generations. What this program does is the Syntax Validation, the Production and the Interpretation of the L-System plant, taking the given axiom and production rules and doing a constant replacement of the symbols with their respective successors during several iterations. Then the word is read and each command interpreted to draw the plant. When the different plants are given a fitness value for their A esthetic appearance, the words that define their structures are sent to the Genetic Programming to serve as individuals. There the individuals are selected and their branches randomly switched between parent plants in order to create a pair of child plants, being those sent again to the L-System's Interpretation step to be drawn. Since the new generations of plants are visually distinct from their parents’ structures, we can evolve L-System plants through Genetic Programming.
Descrição
Dissertação de Mestrado em Informática
Palavras-chave
Anatomia vegetal , Progresso genético , Engenharia genética , Programas de computador