人工鱼的认知建模方法研究

“人工鱼”利用人工生命方法创作计算机动画。为了进一步提高动画角色的智能水平,将人工智能方法学引入到“人工鱼”系统中,建立认知模型,控制人工动物的行为,使人工动物成为更加自主的和智能的角色。该文介绍了认知建模的概念、特点,给出人工鱼的认知建模方法研究的主要内容和模型结构。     

基于多Agent的人工鱼群自组织行为算法

在基于认知的人工鱼行为模型的基础上，增加实现鱼群个体间通信及鱼群与环境交互的互操作行为模块，建立面向群体行为的人工鱼体系结构与模型。提出了一种基于多Agent的人工鱼群自组织行为的研究方法：将基于这种体系结构的人工鱼作为Agent，其能感知环境信息，产生意图，规划行为。建立鱼群中Agent的运动、捕食、逃逸模型，通过个体间的相互作用涌现出群体的自组织行为，从而实现对鱼群的逼真模拟。     

计算机动画的人工生命方法研究——人工鱼的自繁衍模型

该文将人工生命的"自繁衍"特性引入到计算机动画创作中,提出并建立了基于基因控 制的人工鱼的一种自繁衍模型,建立了人工鱼的基因模型,给出了人工鱼的遗传规则.提出并建 立了基于生物学理论的人工鱼的一种生命历程模型,包括形态生长模型和生理发育模型,使人 工鱼具有了更全面的生命特征,为提高人工鱼动画的创作效率和自动化水平打下了基础.     

一种求解复杂优化问题的新型人工鱼群算法

受自然界群体生物繁衍生息行为的启发,提出了一种新型人工鱼群算法。新算法将鱼群行为概括为：觅食行为、繁衍行为和逃逸行为。其中,繁衍行为是指利用进化算法的选择和交叉算子赋予了人工鱼繁衍能力;逃逸行为利用了云模型云滴的随机性和稳定倾向性的特点,由基本云发生器实现人工鱼变异操作。新算法还采用了双曲正切函数建立了步长参数自适应模型,从而动态调整算法寻优能力。通过10个标准测试函数的计算验证和分析比较,表明了提出的新型自适应混合人工鱼群算法具有计算精度高、搜索速度快等特点。     

"人工鱼"自学习方法研究

“人工鱼”利用人工生命方法创作计算机动画。为了进一步提高动画角色的自适应能力，该文将人工神经网络方法和基于时间差分方法TD的强化学习相结合，建立了“人工鱼”的自学习模型，控制人工鱼的行为。该实验表明该“人工鱼”自学习系统可以使“人工鱼”成为更加自主和智能的角色。     

人工鱼群高级行为的自组织算法与实现

论文在人工鱼行为模型的基础上，建立面向群体行为的人工鱼体系结构与模型，提出了一种基于多Agent的人工鱼群自组织行为的研究方法：将基于这种体系结构人工鱼作为Agent，其能感知环境信息，产生意图，规划行为，最后通过运动系统产生运动来完成行为和实现意图。在群体的移动过程中，如果两个个体之间的距离小于某个给定的值，则它们互相称为对方的邻居，个体倾向于与自己的“邻居”保持一致。每个个体以固定的速率运动，在给定时刻，个体的运动方向为上一时刻它的“邻居”运动方向的平均，鱼群中的个体一个时步一个时步连续完成同步这种运动。     

人工鱼群高级自组织行为研究

在Tu Xiaoyuan和John David Funge研究工作的基础上, 进一步研究人工鱼群的高级自组织行为. 基于个体人工鱼的行为模型, 提出一种基于认知的人工鱼群高级行为自组织方法. 该方法中, 每条人工鱼被看作一个agent. 通过感知外部虚拟环境信息, agent产生行为意图. 人工鱼群的自组织行为通过多个agent间的相互作用涌现形成, 如人工鱼群的运动、捕食、逃逸等行为规划, 从而体现自然鱼群的生物特性, 实现对自然鱼群高级行为的逼真模拟. 我们设计和实现的基于认知的人工鱼群动画系统, 测试验证了所提出的高级行为自组织方法的有效性.     

基于记忆的人工鱼认知模型

为丰富虚拟海洋环境中人工鱼的认知能力，以自然鱼的生物原理和记忆机制为理论依据，提出了一种基于记忆的人工鱼认知模型。信息在瞬时记忆、短时记忆和长时记忆3个阶段传输和存储，人工鱼通过聚焦器提取所关注的感知信息，通过决策器和短时记忆进行行为选择，将经验知识存储在长时记忆中，被短时记忆调用以优化当前决策。动画结果表明，采用此模型后人工鱼能产生记忆指导下的行为，表现出更真实更智能的生命特征。     

基于记忆原理的人工鱼智能认知模型

将生物学的记忆原理引入到计算机动画中,提出了一种基于记忆原理的人工鱼智能认知模型。在该模型中,利用短时记忆元和长时记忆衰减和更新的特点及其与综合记忆的联系,建立了相应的数学模型,综合记忆值的大小决定了人工鱼对该事物的记忆强度,特征记忆库的更新清理功能有效的节省了系统的开销。实验结果证明,该模型在一定程度上提高了人工鱼的认知能力,具有很好的应用价值。     

人工鱼的“叨食物行为”和“的运动规律模型求偶行为”

提出了表现人工鱼的“叨食物行为”和“求偶行为”的局部运动规律模型和模型的随时连续切换方法，使基于这些模型和方法开发的人工鱼社会行为系统，一方面能表现鱼的“叨食物行为”和“求偶行为”，另一方面能无限广义循环运行，有良好的人机交互性能，且系统中鱼的外观、运动和行为在视觉上令人信服、逼真，不会出现动画角色‘突变’、‘突失’、‘跳变’不佳视觉效果。一定程度上解决了动画角色多运动规律模型随时连续切换难题。