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- N a v i g a t i o n - - - - - - - - |
Evolvable Hardware 2:Free Evolvable Motherboard Plattform |
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Evolutionsebene
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Die Hauptfrage, die im Rahmen der momentanen Entwicklung evolutionärer Hardware (EHW) steht, betrifft die Ebene, auf der die Evolutionsprozesse aktiv eingreifen, d.h. die Ebene, auf der Rekombinations- und Mutationsoperationen direkt zugreifen können. Bei digitaler EHW in Form von FPGAs, sind dies Logik-Gatter, doch es kann bezweifelt werden, dass diese Ebene, deren Elemente eine Struktur aus mehr als hundert Transistoren bilden, die optimale Ebene ist, um alle Anforderungen an EHW zu erfüllen. |
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Gateebene
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Wird bei den FPGAs der Taktgenerator abgeschaltet, so entsteht daraus eine analoge Hardware, die durch einen EA konfigurierbar ist (siehe die evolutionäre Elektronik von Adrian Thompson), wobei in diesem Fall Gates nicht mehr die Ebene bilden, auf der die Evolutionsprozesse basieren. |
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Exploiting
the medium
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Die Frage nach der geeigneten Ebene, auf der die Hardware-Evolution durchgeführt werden soll, kann als Medium-Forderung der intrinsischen EHW nach Paul Layzell formuliert werden (siehe Layzell (1998)): Searching the level and the architecture, which ist capable of exploiting the medium down to the molecular level. |
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Evolvable-Motherboard
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Paul Layzell ist der Ansicht, dass der Transistorlevel die geeignete Ebene ist, um eine intrinsische EHW mit einer maximalen Flexibilität zu erhalten. In diesem Zusammenhang stellt er mit seinem Evolvable-Motherboard ein Forschungstool vor, bei dem es sich um ein Array aus programmierbaren Schaltern handelt, in die Tochterboards mit Transistoren oder anderen Building-Blocks eingesteckt werden können. Im Gegensatz zu der intrinsischen Evolution in FPGAs können alle Building-Blocks an Messgeräte angeschlossen werden, sodass ausführliche Tests von entwickelten Schaltkreisen möglich werden, während bei FPGAs ein entwickelter Schaltkreis als Black-Box vorliegt. |
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Free Evolvable
Motherboard Plattform
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Das erste Teilprojekt innerhalb des Hardware-Projektes HW03 soll in der Weiterentwicklung eines Evolvable-Motherboards zu einer Free Evolvable Motherboard- Plattform bestehen. In jedem Fall soll das Design als Open-Source vorliegen, um eine offene Hardware-Plattform zu erzeugen, mit der EHW-Experimente unter den Prämissen Standardisierung und Reliabilität durchgeführt werden. Dadurch soll eine Verbreitung der entsprechenden Technologie als Forschungsinstrument und eventuell als Anwendungsplattform ermöglicht werden. Beispielsweise können Komponenten, die dem Evolutionsprozess nicht unterliegen und konstant bleiben, integriert werden, um die Kosten eines solchen Systems zu senken. Weiterhin sollen unterschiedliche Designs von Tochterboards mit unterschiedlichen Building-Blocks entworfen werden, um ein hohes Mass an Flexibilität zu erreichen. Auch hierbei sollen Standardkomponenten verwendet werden, um die Kosten zu senken. |
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Mitwirkung
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Als Verfahren zur Durchführung wäre ein Best-Project-Award denkbar, wobei die Mitwirkung von Paul Layzell als Moderator des Projektes angestrebt werden soll. |
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Software-Seite
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Ein solches Hardware-Projekt besitzt auch eine Software-Seite, da die analogen Hardwarestrukturen, die einem Evolutionsprozess unterliegen, als Repräsentationen in Speicherstrukturen eines konventionellen Rechners vorliegen, der die Evolutionsoperation Variation, Evaluation und Selektion durchführt. Bezüglich der Variation sollen die evolutionären und hybriden Ansätze untersucht werden, die im Rahmen der Software-Projekte SW01 und SW02 erstellt wurden, d.h. es sollen neben Standard-EA und deren Erweiterungen auch Hybride mit anderen Local-Search-Heuristiken wie Tabu-Search oder Threshold-Accepting betrachtet werden. Bezüglich der Evaluation sollen die Erkenntnisse zum Aktiven Lernen (Software-Projekt SW07) einfliessen, wobei dies als eine Form von progressiver Evaluationsumgebung interpretiert wird. Weiterhin sollen Verfahren zum Sampling und zum Clustering angewenet werden, um progressive Evaluationsumgebungen zu erzeugen. Allgemein bedeutet dies, dass die internet-basierte EA-Umgebung aus SW01 und deren Erweiterungen als Softwareplattform für die EHW-Experimente mit der Free Evolvable Motherboard- Plattform angepasst werden soll. |
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Referenzen
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Layzell, Paul : A New Research Tool for Intrinsic Hardware Evolution. In: Proceedings of Second Int. Conf. on Evolvable Systems: From Biology to Hardware (ICES98) September, 1998. |
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