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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

Revolve: A Versatile Simulator for Online Robot Evolution

verfasst von : Elte Hupkes, Milan Jelisavcic, A. E. Eiben

Erschienen in: Applications of Evolutionary Computation

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Developing robotic systems that can evolve in real-time and real-space is a long term objective with technological as well as algorithmic milestones on the road. Technological prerequisites include advanced 3D-printing, automated assembly, and robust sensors and actuators. The necessary evolutionary mechanisms need not wait for these, they can be developed and investigated in simulations. In this paper, we present a system to simulate online evolution of constructible robots, where (1) the population members (robots) concurrently exist and evolve their morphologies and controllers, (2) all robots can be physically constructed. Experiments with this simulator provide us with insights into differences of using online and offline evolutionary setups.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Eiben, A., Smith, J.: From evolutionary computation to the evolution of things. Nature 521(7553), 476–482 (2015)CrossRef Eiben, A., Smith, J.: From evolutionary computation to the evolution of things. Nature 521(7553), 476–482 (2015)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Eiben, A., Bredeche, N., Hoogendoorn, M., Stradner, J., Timmis, J., Tyrrell, A., Winfield, A.: The triangle of life: evolving robots in real-time and real-space. In: Liò, P., Miglino, O., Nicosia, G., Nolfi, S., Pavone, M. (eds.) Advances in Artificial Life, ECAL 2013, pp. 1056–1063. MIT Press, Cambridge (2013)CrossRef Eiben, A., Bredeche, N., Hoogendoorn, M., Stradner, J., Timmis, J., Tyrrell, A., Winfield, A.: The triangle of life: evolving robots in real-time and real-space. In: Liò, P., Miglino, O., Nicosia, G., Nolfi, S., Pavone, M. (eds.) Advances in Artificial Life, ECAL 2013, pp. 1056–1063. MIT Press, Cambridge (2013)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Sims, K.: Evolving 3D morphology and behavior by competition. Artif. Life 1(4), 353–372 (1994)CrossRef Sims, K.: Evolving 3D morphology and behavior by competition. Artif. Life 1(4), 353–372 (1994)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Auerbach, J.E., Bongard, J.C.: Environmental influence on the evolution of morphological complexity in machines. PLoS Comput. Biol. 10(1), e1003399 (2014)CrossRef Auerbach, J.E., Bongard, J.C.: Environmental influence on the evolution of morphological complexity in machines. PLoS Comput. Biol. 10(1), e1003399 (2014)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Bongard, J.C., Pfeifer, R.: Evolving complete agents using artificial ontogeny. In: Hara, F., Pfeifer, R. (eds.) Morpho-functional Machines: The New Species, pp. 237–258. Springer, Tokyo (2003)CrossRef Bongard, J.C., Pfeifer, R.: Evolving complete agents using artificial ontogeny. In: Hara, F., Pfeifer, R. (eds.) Morpho-functional Machines: The New Species, pp. 237–258. Springer, Tokyo (2003)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Komosinski, M.: The Framsticks system: versatile simulator of 3D agents and their evolution. Kybernetes 32(1/2), 156–173 (2003)CrossRef Komosinski, M.: The Framsticks system: versatile simulator of 3D agents and their evolution. Kybernetes 32(1/2), 156–173 (2003)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Bongard, J., Lipson, H.: Evolved machines shed light on robustness and resilience. Proc. IEEE 102(5), 899–914 (2014)CrossRef Bongard, J., Lipson, H.: Evolved machines shed light on robustness and resilience. Proc. IEEE 102(5), 899–914 (2014)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Lipson, H., Pollack, J.B.: Automatic Design and manufacture of robotic lifeforms. Nature 406(6799), 974–978 (2000)CrossRef Lipson, H., Pollack, J.B.: Automatic Design and manufacture of robotic lifeforms. Nature 406(6799), 974–978 (2000)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Koos, S., Mouret, J.B., Doncieux, S.: The transferability approach: crossing the reality gap in evolutionary robotics. IEEE Trans. Evol. Comput. 17(1), 122–145 (2013)CrossRef Koos, S., Mouret, J.B., Doncieux, S.: The transferability approach: crossing the reality gap in evolutionary robotics. IEEE Trans. Evol. Comput. 17(1), 122–145 (2013)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Bongard, J., Zykov, V., Lipson, H.: Resilient machines through continuous self-modeling. Science 314(5802), 1118–1121 (2006)CrossRef Bongard, J., Zykov, V., Lipson, H.: Resilient machines through continuous self-modeling. Science 314(5802), 1118–1121 (2006)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Caluwaerts, K., Despraz, J., Işçen, A., Sabelhaus, A.P., Bruce, J., Schrauwen, B., SunSpiral, V.: Design and control of compliant tensegrity robots through simulation and hardware validation. J. Roy. Soc. Interface 11(98), 20140520 (2014)CrossRef Caluwaerts, K., Despraz, J., Işçen, A., Sabelhaus, A.P., Bruce, J., Schrauwen, B., SunSpiral, V.: Design and control of compliant tensegrity robots through simulation and hardware validation. J. Roy. Soc. Interface 11(98), 20140520 (2014)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Nogueira, L.: Comparative analysis between Gazebo and V-REP robotic simulators. Seminario Interno de Cognicao Artificial-SICA 2014, 5 (2014) Nogueira, L.: Comparative analysis between Gazebo and V-REP robotic simulators. Seminario Interno de Cognicao Artificial-SICA 2014, 5 (2014)
17.
Zurück zum Zitat Zhang, K., Shasha, D.: Simple fast algorithms for the editing distance between trees and related problems. SIAM J. Comput. 18(6), 1245–1262 (1989)MathSciNetCrossRefMATH Zhang, K., Shasha, D.: Simple fast algorithms for the editing distance between trees and related problems. SIAM J. Comput. 18(6), 1245–1262 (1989)MathSciNetCrossRefMATH
18.
Zurück zum Zitat Weel, B., Crosato, E., Heinerman, J., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: A robotic ecosystem with evolvable minds and bodies. In: 2014 IEEE International Conference on Evolvable Systems, pp. 165–172 (2014) Weel, B., Crosato, E., Heinerman, J., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: A robotic ecosystem with evolvable minds and bodies. In: 2014 IEEE International Conference on Evolvable Systems, pp. 165–172 (2014)
19.
Zurück zum Zitat Jelisavcic, M., De Carlo, M., Hupkes, E., Eustratiadis, P., Orlowski, J., Haasdijk, E., Auerbach, J.E., Eiben, A.E.: Real-world evolution of robot morphologies: a proof of concept. Artif. Life 23(2), 206–235 (2017). pMID: 28513201CrossRef Jelisavcic, M., De Carlo, M., Hupkes, E., Eustratiadis, P., Orlowski, J., Haasdijk, E., Auerbach, J.E., Eiben, A.E.: Real-world evolution of robot morphologies: a proof of concept. Artif. Life 23(2), 206–235 (2017). pMID: 28513201CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Jelisavcic, M., De Carlo, M., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: Improving RL power for on-line evolution of gaits in modular robots. In: 2016 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), pp. 1–8. IEEE (2016) Jelisavcic, M., De Carlo, M., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: Improving RL power for on-line evolution of gaits in modular robots. In: 2016 IEEE Symposium Series on Computational Intelligence (SSCI), pp. 1–8. IEEE (2016)
21.
Zurück zum Zitat Jelisavcic, M., Kiesel, R., Glette, K., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: Analysis of Lamarckian evolution in morphologically evolving robots. In: Proceedings of the European Conference on Artificial Life 2017, ECAL 2017, pp. 214–221. MIT Press, September 2017 Jelisavcic, M., Kiesel, R., Glette, K., Haasdijk, E., Eiben, A.E.: Analysis of Lamarckian evolution in morphologically evolving robots. In: Proceedings of the European Conference on Artificial Life 2017, ECAL 2017, pp. 214–221. MIT Press, September 2017
Metadaten
Titel
Revolve: A Versatile Simulator for Online Robot Evolution
verfasst von
Elte Hupkes
Milan Jelisavcic
A. E. Eiben
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-77538-8_46

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