Nature-inspired computing

Course goals

Na afloop van de cursus kun je de onder "Inhoud" genoemde systemen beschrijven, en de werking er van uitleggen.  Verder ben je in staat om de besproken algoritmen met behulp van rekenvoorbeelden te kunnen toepassen op eenvoudige data.

Toetsen:
Mid term (40%), end term (40%), en wekelijkse mini-toetsen (20%).  Er is geen programmeerpracticum.

Minimum:
Het gemiddelde van elk van de drie toetsonderdelen bedraagt minimaal een vijf.

Inspanningsverplichting voor aanvullende toets:
Om de aanvullende toets te mogen maken moet het eindcijfer tenminste een vier bedragen.

Content

Veel berekeningsmechanismen in de kunstmatige intelligentie zijn geïnspireerd op de natuur, denk bijvoorbeeld aan neurale netwerken. Vroeger was het “de natuur als klok” [Laplace].  Later werd het “de natuur als computer [Zuse]”.  Veel hedendaagse ontwikkelingen zijn nu te scharen onder de noemer “de natuur als parallelle computer”.  Dit laatste perspectief vormt het uitgangspunt voor de cursus "Natuur en Berekening".  Deze cursus is een inleiding in verschillende berekeningsmechanismen die geïnspireerd zijn op de natuur, of die wij ervaren als berekening in de natuur.  Er wordt begonnen met een korte inleiding in de klassieke berekenbaarheidstheorie.  Aan bod komen: het halting probleem, probleemreductie, Turing-berekenbaarheid, Turing-beslisbaarheid, Turing-opsombaarheid en relaties daartussen.  Centrale vragen in de cursus zijn: "Wat kan worden gezien als berekening, en wat niet meer?", "Welke ideeën en/of verschijningsvormen zij inzetbaar als rekenmechanisme?", "Wat zijn mogelijkheden en onmogelijkheden en, als iets mogelijk blijkt, de voor- en nadelen van een voorgesteld mechanisme?".  De volgende mechanismen worden besproken.   Cellulaire automaten, kunstmatig leven, genetische algoritmen, zwermintelligentie, Langton's ant, mierenkolonieoptimalisatie, slijmzwammen, en populatiedynamiek.  Een centraal onderdeel in de cursus is het rekenen in (of met) deze mechanismen.