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Fakultät für Informatik - Technische Universität München

Lehrstuhl für Effiziente Algorithmen

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Proseminar im WS 2003/04:
Algorithmische Aspekte des Artificial Life

Dienstags, um 14:15 Uhr bis 15:45 Uhr,
im Seminarraum MI 03.11.018


[Themen & Literatur] [Termine] [Zusammenfassung] [Hinweise]

Zusammenfassung

Die Natur hat für viele Problemstellungen, mit denen Wissenschaft und Technik konfrontiert sind, Lösungen und Strategien entwickelt, die mit verstandesbasierten Methoden (wenn überhaupt) nur unter großen Anstrengungen zu erreichen sind. Kenntnis von den Prinzipien zu erlangen, die dies in der Natur ermöglichen, und sie technologisch nutzbar zu machen, ist Ziel der Forschungsrichtung Artificial Life. Präzise wird Artificial Life aufgefasst als
"... the study of man-made systems that exhibit behaviors characteristic of natural living systems"

Christopher G. Langton. Artifical Life. In: C. G. Langton, editor. Artificial Life, volume VI of SFI Studies in the Sciences of Complexity, pages 1-47. Addison-Wesley, Redwood City, CA, 1989.
oder ausführlicher:
"Artificial Life is a field of study devoted to understanding life by attempting to abstract the fundamental dynamical principles underlying biological phenomena, and recreating these dynamics in other physical media - such as computers - making them accessible to new kinds of experimental manipulation and testing. ... In addition to providing new ways to study the biological phenomena associated with life here on Earth, life-as-we-know-it, Artificial Life allows us to extend our studies to the larger domain of "bio-logic" of possible life, life-as-it-could-be ..."

Christopher G. Langton. Preface. In: C. G. Langton, C. Taylor, J. D. Farmer, and S. Rasmussen, editors. Artificial Life II, volume X of SFI Studies in the Sciences of Complexity, pages xiii-xviii. Addison-Wesley, Redwood City, CA, 1992.
Artificial Life hat Berührungspunkte zu den verschiedensten Disziplinen, die von theoretischer Biologie über diskrete Optimierung bis hin zur Nanotechnologie reichen. Im Zentrum dieses Proseminars stehen die Aspekte lebender System, die sich mittels algorithmischer Methoden studieren lassen bzw. die selbst algorithmische Methoden motivieren, wie z.B. Selbst-Reproduktion, Selbst-Organisation, Evolution und Emergenz (von Verhalten). Dazu werden wissenschaftliche Arbeiten zu zellulären Automaten, Game of Life, evolutionären und genetischen Algorithmen, Ameisenalgorithmen und zu vielen weiteren Themen behandelt. Die Behandlung der einzelnen Themen erfolgt auf einer durchweg mathematischen Basis.

Voraussetzung für die Teilnahme am Proseminar sind neben mathematischem Verständnis auch Englischkenntnisse, die zumindest ausreichend für die Bearbeitung der ausschließlich englischsprachigen Literatur sind.


Vorträge


Selbst-Reproduktion

04.11.03 Torge Kummerow
Thema: Game of Life
Betreuer: Thomas Bayer
Vorbreitungstreffen: mit 30.09.03

Selbst-Organisation


Evolution

09.12.03 Patrick Pissang
Thema: Informationsgehalt der Gene
Betreuer: Jan Griebsch
Vorbreitungstreffen: mit 28.10.03
16.12.03 Timo Gebhardt
Thema: Evolutionäre Algorithmen in der Parameteroptimierung
Betreuer: Klaus Holzapfel
Vorbreitungstreffen: mit 04.11.03

Emergenz

27.01.04 Michael Tautschnig
Thema: Emergenz von Berechnungspotential
Betreuer: Sven Kosub
Vorbreitungstreffen: mit 16.12.03

Evolution (2)

10.02.03 Andreea Iulia Mihis
Thema: Die Stärken genetischer Algorithmen
Betreuer: Hanjo Täubig
Vorbreitungstreffen: mit 20.01.04

Hinweise

Ein Schein für die erfolgreiche Teilnahme am Proseminar wird vergeben, wenn folgende Leistungen erbracht worden sind (die Gesamtnote setzt sich aus gewichteten Einzelnoten zusammen):

Probevortrag (ohne Bewertung) Der Probevortrag erfolgt spätestens zum angegebenen Termin beim Betreuer. Vorzulegen sind dabei die fertig ausgearbeiteten Folien oder ähnliche Präsentationshilfsmittel und die Erstfassung der Seminarbeit.
Vereinbaren Sie für den Probevortrag rechtzeitig einen Termin beim Betreuer (spätestens eine Woche vor dem anvisierten Termin).
Seminarvortrag (in mindestens zufriedenstellender Qualität) Der Seminarvortrag ist zum festgelegten Termin zu halten und dauert 45 (+/-5) Minuten. Tafelvorträge werden nicht akzeptiert. Nach dem Vortrag muss auf Fragen aus dem Publikum eingegangen werden.
Seminararbeit (in mindestens zufriedenstellender Qualität) Die Endfassung der Seminarbeit ist spätestens 2 Wochen nach dem Votrag als TeX-Datei und Postscript-Datei abzugeben. Der Umfang der Seminararbeit beträgt 5 (+/- 1) Seiten (ohne Literaturverzeichnis) im LNCS-Style (Springer-Verlag) unter LaTeX (Hinweise siehe unten).
Anwesenheit bei den Vorträgen Bei den einzelnen Vorträgen wird eine Anwesenheitsliste geführt.

Ablauf der Vorbereitung

Der Vortrag und die Ausarbeitung müssen mit dem Betreuer abgesprochen werden. Hierzu sind nachfolgende Terminvorgaben bindend (soweit nicht anders mit dem Betreuer abgestimmt). Werden die Termine nicht eingehalten, führt dies zur Streichung des Vortrags und zum Nichtbestehen des Seminars:

bis 5 Wochen vor dem Vortragerstes Treffen mit dem Betreuer (vor dem Treffen ist die Literatur bereits zu lesen); der genaue Termin ist bei den Vortragsterminen angegeben;
bis 3 Wochen vor dem VortragGliederung des Vortrags und der Ausarbeitung mit dem Betreuer besprechen;
bis 1 Woche vor dem VortragProbevortrag vor den Betreuer; fertige Folien und vollständige erste Version der Ausarbeitung mit dem Betreuer abstimmen;
bis 2 Wochen nach dem Vortragfertige Ausarbeitung abgeben.

Hinweise zur Anfertigung einer Seminararbeit

* Die Seminararbeiten werden nach der letzten Seminarveranstaltung gemeinsam in einem Seminarband zur Verfügung gestellt. Damit eine einheitliche Form erzielt wird, müssen alle Ausarbeitungen mit dem Textsatzsystem LaTeX erstellt werden. Hierzu sind folgende Richtlinien zu beachten:
  • Es ist der LNCS-Style (die Datei llncs.cls) des Springer-Verlages zu verwenden.
  • Der folgende Rahmen ist zu verwenden (seminararbeit.tex). Dabei dürfen die Seitengröße und der Font nicht verändert werden.
  • Ein Beispiel kann in der Datei example.tex gefunden werden (das Bild example.eps wird eingebunden)
  • Die Ausarbeitung soll auf die verwendete Literatur verweisen, diese Literatur ist mit BibTeX zu verwalten und in einer eigenen Datei zu speichern (hier die zum Beispiel gehörende Datei: example.bib).
* Bei Fragen zu LaTeX sei einerseits auf die folgenden Links hingewiesen, ferner kann auch der Betreuer um Hilfestellungen bzw. Literaturangaben gebeten werden:
* Eine weitere Anleitung zur Erstellung von Ausarbeitungen finden sie hier.
* Informationen zur Installation von LaTeX unter Windows finden Sie hier.

Hinweise zur Gestaltung der Seminarvorträge

* Merkblatt zur Gestaltung eines Seminarvortrags. (Die Tipps auf diesem Merkblatt sind keine offiziellen Anforderungen oder Bewertungskriterien der TU München, sondern aus der Praxis eines Seminarleiters heraus entstandene Ratschläge.)
* Tipps zur Erstellung von Folien mit LaTeX (einschließlich Rahmen-Datei als Vorlage)


Weitere Auskünfte bei Sven Kosub.
Sven Kosub, June/17/2003.