論文の概要: Semantically-Oriented Mutation Operator in Cartesian Genetic Programming
for Evolutionary Circuit Design
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.11018v1
- Date: Thu, 23 Apr 2020 08:15:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-12-10 09:21:12.361276
- Title: Semantically-Oriented Mutation Operator in Cartesian Genetic Programming
for Evolutionary Circuit Design
- Title(参考訳): 進化回路設計のための直交遺伝的プログラミングにおける意味指向変異演算子
- Authors: David Hodan, Vojtech Mrazek, Zdenek Vasicek
- Abstract要約: 本稿では,組合せ回路の進化設計に適した意味指向突然変異演算子(SOMO)を提案する。
一般的なCGPとその変種と比較して、提案手法は一般的なBooleanベンチマークにかなり早く収束する。
最も複雑な回路は1時間以内で進化し、シングルスレッドの実装は共通のCPU上で実行された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.5414308305392761
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Despite many successful applications, Cartesian Genetic Programming (CGP)
suffers from limited scalability, especially when used for evolutionary circuit
design. Considering the multiplier design problem, for example, the 5x5-bit
multiplier represents the most complex circuit evolved from a randomly
generated initial population. The efficiency of CGP highly depends on the
performance of the point mutation operator, however, this operator is purely
stochastic. This contrasts with the recent developments in Genetic Programming
(GP), where advanced informed approaches such as semantic-aware operators are
incorporated to improve the search space exploration capability of GP. In this
paper, we propose a semantically-oriented mutation operator (SOMO) suitable for
the evolutionary design of combinational circuits. SOMO uses semantics to
determine the best value for each mutated gene. Compared to the common CGP and
its variants as well as the recent versions of Semantic GP, the proposed method
converges on common Boolean benchmarks substantially faster while keeping the
phenotype size relatively small. The successfully evolved instances presented
in this paper include 10-bit parity, 10+10-bit adder and 5x5-bit multiplier.
The most complex circuits were evolved in less than one hour with a
single-thread implementation running on a common CPU.
- Abstract(参考訳): 多くの応用が成功したにもかかわらず、デカルト遺伝的プログラミング(cgp)は、特に進化的回路設計に使用される場合、拡張性に乏しい。
例えば、乗算器の設計問題を考えると、5x5ビット乗算器はランダムに生成された初期集団から進化した最も複雑な回路を表す。
CGPの効率は点突然変異演算子の性能に大きく依存するが、この演算子は純粋に確率的である。
これは、GPの探索空間探索能力を改善するために、意味認識演算子のような高度な情報的アプローチが組み込まれている最近の遺伝的プログラミング(GP)と対照的である。
本稿では,組み合わせ回路の進化設計に適した意味的指向突然変異演算子(somo)を提案する。
SOMOはセマンティクスを使用して、各変異された遺伝子に対する最良の値を決定する。
一般的なCGPとその変種と最近のSemantic GPと比較すると,提案手法は表現型のサイズを比較的小さく保ちながら,一般的なBooleanベンチマークにかなり早く収束する。
本稿では, 10ビットパリティ, 10+10ビット加算器, 5x5ビット乗算器について述べる。
最も複雑な回路は1時間以内で進化し、シングルスレッドの実装は共通のCPU上で実行された。
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