计算机动画角色的高级行为控制

用人工生命方法创造计算机动画,增强了计算机动画的逼真度和生动性.为了更好地控制动画的进程,指导动画角色的行动,本文将人工智能方法引入到计算机动画的创作中.提出并建立了面向自繁衍的人工鱼的认知模型,提高人工鱼的认知能力,实现基于"动物逻辑"的人工鱼高级行为控制.建立了人工鱼产生交配欲望、产卵和环境选择等预定义行为的认知模型.实验表明,人工鱼的高级行为控制器可以使人工鱼更好地适应虚拟海底环境,并顺利完成交配、产卵等生命过程.     

人工鱼的行为系统设计

人工鱼的行为选择是由行为系统控制的。人工鱼通过感知系统感知周围的环境,感知信息经过过滤机制的过滤传到行为选择模块,行为选择机制结合虚拟主体自身的内部状态,选择合适的行为,执行相应的行为程序,更新虚拟主体的内部状态,这个过程模型我们称为虚拟主体的自主行为模型。行为模型的目标是在动态的、不可预测的虚拟环境中正确指导虚拟人或虚拟动物的动作,换句话说,行为模型要完成的任务是：在相互冲突的目标之间权衡,根据当时的环境选择出对虚拟主体最适合的动作,本文就是对这一系统进行阐述和分析。     

智能生命随意性行为模型

将人工生命与人工智能相结合,并应用于计算机动画的研究.在用人工生命方法生成的计算机动画中,智能生命在虚拟环境中的行为有程序员事先设定好的预定义行为,同时也有随机出现的随意性行为.以人工鱼为例,建立了智能生命随意性行为的认知模型,并利用子集搜索等技术提高搜索效率.仿真结果表明,利用认知模型,智能生命可以较好地处理某些随机事件.     

量子人工鱼群算法

融合量子计算与智能优化的新型高效优化算法层出不穷,成为现在优化算法研究的主流.为此,将量子计算引入到人工鱼群算法中,提出一种新型的量子进化算法———量子人工鱼群算法.该算法用量子计算的方法重新描述了人工鱼的行为,用量子比特对人工鱼进行编码,用量子旋转门实现人工鱼的更新操作,用量子非门进行人工鱼变异,从而实现了目标的优化求解.并分别以函数极值和TSP问题为例进行了仿真,验证了算法的有效性.     

不确定性规划问题的实例与解法

随着对事物发展的深入理解与研究人们对确定性的讨论已经不能满足,如通常规划问题（包括线性或非线性规划、多目标规划、目标规划等是确定性的,有时需要由不确定的提法得到更完善改正,使问题得到新的深入发展.     

人工鱼群算法在生产函数参数估计中的应用

生产函数在生活中有着举足轻重的作用,合理地选择估计生产函数参数的方法尤为重要.常用的C-D生产函数为多元非线性函数,用传统方法进行参数估计存在一定的局限性.基于人工鱼群算法能够克服局部极值、鲁棒性强等特点,给出了一种生产函数中参数估计的通用新方法,该方法首先将生产函数模型中的参数构造成人工鱼模型,利用残差平方和设计食物浓度函数,然后通过人工鱼的随机、觅食、聚群、追尾等行为,对生产函数中的参数进行估计.以美国马萨诸塞州1820-1926年的产值、资金投入和劳动力投入数据做仿真实验,结果表明,该算法在生产函数参数估计中具有寻优速度快的特点,且可得到最小的回归残差平方和.     

基于认知体系的自适应行为建模方法

预见性自适应行为的自主管理过程和自主目标实现,是目前人工智能领域的一个重要研究方向。基于SOAR认知体系框架设计了一种预见性自适应行为模型,将SOAR认知体系中的问题解决机制和学习机制应用到模型设计中,根据任务要求在特定的问题空间中设计合适的操作符,利用操作符实现状态的转移,达到预期目标状态;并在移动机器人的行为规划中实现了该模型,应用表明在实际环境中移动机器人可以自主进行行为选择,完成任务,取得了良好的仿真效果。     

基于鱼群算法的油田多级站定位优化方法研究

为了解决油田多级站定位优化问题,建立了该问题的大规模非线性MIP模型,该模型用传统方法求解相当困难.为了方便鱼群算法对该问题的求解和提高解算速度,对模型中的连续实型变量进行离散化处理,从而使整个优化模型变成纯0-1非线性IP模型.在解算过程中,用人工鱼体能累计和消耗程度来调度人工鱼行为;用海明距离度量人工鱼个体间的距离;采用随机步距移动的贪婪法描述个体追尾行为;采用鱼群规模、视野大小、拥挤程度和最低生存体能控制等方法实现局部最优解逃逸策略;采用最大迭代次数和迭代过程中最优解平均值变化程度来控制迭代终止时机.算例结果表明,该算法计算速度和稳定性有较大提高,可在微机上稳定地获取问题的最优解.     

一类区间2次-线性双层规划的解法

针对上层目标函数含有区间系数的2次-线性双层规划问题,提出了区间2次-线性双层规划的最优值区间的定义,在此基础上把区间2次-线性双层规划模型转化为求解最好最优值和最差最优值的2个确定性模型,进而利用混合整数规划方法求解.最后给出数值算例验证该方法的有效性.     

改进人工鱼群算法及其在时滞系统辨识中的应用

针对人工鱼群算法(AFSA)存在收敛速度慢和寻优精度低等问题,本文提出了一种改进人工鱼群算法(IAFSA).该算法中的人工鱼能够根据鱼群当前状态调整自身的视野和步长来平衡局部搜索和全局搜索.此外,算法中还加入了引导行为,即人工鱼在觅食行为未发现更优的位置时,当前人工鱼向最优人工鱼移动一步.仿真结果表明,改进人工鱼群算法在收敛速度、寻优精度和克服局部极值等方面有很大优势.本文将改进鱼群算法应用时滞系统的辨识中,辨识结果表明改进算法能获取被控对象的精准数学模型,并具有较强的抗干扰能力.     

基于物理与生物学机理的人工鱼行为模拟

针对人工鱼行为模拟中,对象与行为建模过程及动画实现工作量巨大,而且对硬件资源要求非常严格的问题,本文提出一种简化的基于物理与生物学原理相结合的对象建模方法,并运用到鱼群运动的模拟之中．在该模拟中,人工鱼群的每一个体被定义为一个自主智能体,在个体生物感知模型和群体行为运动的物理机制约束下,采用运动学原理和渐变动画技术,较好地解决了人工鱼集群运动中个体与整体之间的运动协调性问题,在普通PC机上实现了三维鱼群游动的计算机模拟,达到了较好的模拟效果．     

利用人工鱼群算法求解一类函数的极值

人工鱼群算法是一种基于动物行为的群体智能寻优算法。具有并行性、全局性、简单性、快速性、跟踪性等优点。可以处理一些非凸、非线性等方面的问题．针对一类不可用经典方法求解极值的函数,提出了一种基于人工鱼群算法求解这一类函数极值的方法,并通过仿真实验的研究,验证了该算法求解函数极值是有效可行的．     

基于语音信号的发音器官运动估计方法综述

基于语音信号的发音器官运动估计,是根据说话人语音推断发音器官运动过程的技术,在语言学、医学、影视动画学等领域有广阔应用前景.本文主要对基于单元选择模型和回归模型实现该技术的方法进行介绍.单元选择模型法部分阐述了码本库建设、语音单元切分、选择算法设计、拼接合成算法等方面的研究现状.回归模型法部分阐述了此类问题中隐马尔科夫模型、高斯混合模型、人工神经网络等回归算法的研究现状.最后,文章进行了总结和展望.     

基于人工鱼群算法处理圆度误差

圆度误差是机械零件及其互换性的重要指标,是产品质量的关键,这里提出一种基于人工鱼群算法(AF-SA)计算圆度误差的方法。人工鱼群算法(AFSA)源于对鱼群运动行为的研究,是一种新型的智能仿生优化算法。它具有并行性、简单性、全局性、快速性和跟踪性等特点。该方法能够克服传统圆度误差最小二乘法评价的局部收敛问题,可以有效、正确地评价圆度误差。     

基于改进人工鱼群算法的复杂地貌无人机三维路径规划

针对无人机在复杂海域地貌中的三维路径规划,在人工鱼群算法的基础上提出了一种改进的适应性人工鱼群算法。首先,利用数学模型建立地貌的三维模型,选取路径最短为性能评价函数,保证路径规划的合理性;其次,考虑到传统的人工鱼群算法前期收敛速度慢,后期需要精确搜索提高算法精度,提出自适应步长和自适应视野范围来更新个体的位置。为了避免算法陷入局部最优,在追尾行为中引入鱼群中的社会经验位置进行更新;最后,利用MATLAB对在3个复杂程度不同的地图中与传统的人工鱼群算法与粒子群算法对比,仿真结果表明改进后的人工鱼群算法在三维路径规划问题求解中具有更好的收敛速度和精度。     

用java实现鱼群游动模拟系统

利用人工生命技术的特点,根据鱼群游动的规律建立了一种基于向量的数据模型,并利用JAVA算法设计各种运算,从而完成整个鱼群游动模拟系统.此系统的实现验证了人工生命模型所强调的是对底层个体建模,并且这些个体只具有有限的感知能力和遵循简单的行为规则,它们所表现出来的的复杂行为完全是自下而上自发涌现出来的这一特性.     

嵌入式实时系统周期任务能耗感知调度

在电池供电的嵌入式实时系统中,针对实时周期任务集在一个可变电压处理器上的能耗感知调度问题,在改进的人工鱼群算法(improved artificial fish school algorithm,IAFSA)基础上,提出了一种离线的能耗感知调度算法,该算法通过构造人工鱼的行为约束自然地满足时限和能耗约束,最大化系统总奖赏值。与贪婪算法相比,该算法提高系统的总奖赏值约47%。且随着电池能量的减少,系统能耗利用效率逐渐增大,说明该算法具有良好的能耗感知特性。     

基于物理模型的水波动画模拟

水流现象模拟是动画模拟的一个热门课题,近年来,基于物理模型的求解方法越来越受到重视,这种方法通过求解描述自然场景的物理学方程来模拟自然规律,通过修改各种物理参数来控制动画的情节。把数值方法和计算机图形学相结合,利用差分方法求解描述水流现象的物理模型浅水波方程,通过扰动的方法控制水流画形成,进而实现了对水流现象的动画模拟。以船波为例对水流现象进行了模拟,模拟试验结果表明通过这种方法模拟水波,水波的运动不需要人工干预,由算法自动生成。同时这些实例能模拟物体与外界物体之间的相互的作用,模拟图形显示这是一个有效的水流动画模拟的手段。