Improved measures of robustness and evolvability for evolutionary systems

Bédard-Couture, Rémi (2023). Improved measures of robustness and evolvability for evolutionary systems. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

Prévisualisation

PDF Télécharger (4MB) | Prévisualisation

Résumé

This research reviews existing definitions of evolvability and robustness and introduces new baseline measures that addresses the drawbacks of the widely used definitions. These new measures are applied to a variety of systems and problems to demonstrate their versatility and ease of use, including a new and simple modeling approach (BNK). This new modelling approach is similar to NK System but with the advantage of providing both a genotype and a phenotype. It is used to demonstrate the ease of evolving oscillatory circuit using different system configurations and their robustness to state perturbation, while also reviewing the relationship between the complexity of the system and the resulting multi-modality of its fitness surface. Furthermore, the existing measures are compared with the proposed measures using RNA sequence folding to assess their respective ability to capture evolvability and robustness. In addition, a demonstration of application of the new measures to linear variants of Genetic Programming is also provided as concrete evidence of their ease of use.

Titre traduit

Mesures améliorées de robustesse et d’évolutivité pour les systèmes évolutifs

Résumé traduit

Cette recherche passe en revue les définitions existantes de l’évolutivité et de la robustesse et introduit de nouvelles mesures de référence qui remédient aux inconvénients des définitions largement utilisées. Ces nouvelles mesures sont appliquées à une variété de systèmes et de problèmes afin de démontrer leur polyvalence et leur facilité d’utilisation, y compris une nouvelle approche de modélisation simple (BNK). Cette nouvelle approche de modélisation est similaire au système NK mais présente l’avantage de fournir à la fois un génotype et un phénotype. Elle est utilisée pour démontrer la facilité d’évolution d’un circuit oscillatoire à l’aide de différentes configurations de système et leur robustesse à la perturbation de l’état, tout en examinant la relation entre la complexité du système et la multimodalité résultante de sa surface de fitness. En outre, les mesures existantes sont comparées aux mesures proposées utilisant le repliement de séquences d’ARN pour évaluer leur capacité respective à capturer l’évolutivité et la robustesse. En outre, une démonstration de l’application des nouvelles mesures aux variantes linéaires de la programmation génétique est également fournie comme preuve concrète de leur facilité d’utilisation.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment of a master’s degree with thesis". Comprend des références bibliographiques (pages 129-134).
Mots-clés libres:	évolutivité, robustesse, modélisation des systèmes, algorithmes évolutionnaires, systèmes oscillants, paysages multimodaux
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Cardinal, Patrick
Codirecteur:	Codirecteur Kharma, Nawwaf
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	12 févr. 2024 18:48
Dernière modification:	12 févr. 2024 18:48
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3407

Gestion Actions (Identification requise)

Dernière vérification avant le dépôt