Second International Joint Conference on Computational Intelligence (IJCCI 2010)

The present book includes a set of selected extended papers from the second International Joint Conference on Computational Intelligence (IJCCI 2010), held in Valencia, Spain, from 24 to 26 October 2010. The conference was composed by three co-located conferences:  The International Conference on Fuzzy Computation (ICFC), the International Conference on Evolutionary Computation (ICEC), and the International Conference on Neural Computation (ICNC). Recent progresses in scientific developments and applications in these three areas are reported in this book. IJCCI received 236 submissions, from 49 countries, in all continents. After a double blind paper review performed by the Program Committee, only 30 submissions were accepted as full papers and thus selected for oral presentation, leading to a full paper acceptance ratio of 13%. Additional papers were accepted as short papers and posters. A further selection was made after the Conference, based also on the assessment of presentation quality and audience interest, so that this book includes the extended and revised versions of the very best papers of IJCCI 2010. Commitment to high quality standards is a major concern of IJCCI that will be maintained in the next editions, considering not only the stringent paper acceptance ratios but also the quality of the program committee, keynote lectures, participation level and logistics

Computational Intelligence: Revised and Selected Papers of the International Joint Conference, IJCCI 2010, Valencia, Spain, October 2010

International audienceno abstrac

Estudio y realización de un neuroprocesador biológico: métodos de aprendizaje

[SPA] La presente tesis se enmarca dentro de dos campos diferentes pero intrínsecamente unidos entre sí en este caso: neurociencia y computación. El objetivo global de esta tesis es la realización de un neuroprocesador biológico empleando como plataforma redes neuronales biológicas cultivadas sobre matrices de microelectrodos. Este objetivo global resulta en una serie de sub-objetivos: (1) Definición y construcción de una plataforma para el soporte en tiempo real de los sistemas de adquisición de registros neuronales, y estimulación eléctrica de los mismos, que se comunique remotamente con un dispositivo robótico. (2) Estudio y propuesta de un método de guiado robótico basado en una plataforma de lazo cerrado que integre la información de los sensores del robot en el neuroprocesador y, en función de la respuesta de éste, direccione el sistema robótico. (3) Normalización y calibración estadística de los registros del neuroprocesador para su adecuación a los distintos algoritmos de guiado robótico y aprendizaje en los cultivos neuronales. (4) Estudio y definición de técnicas de aprendizaje en cultivos neuronales para la realización de conectividad funcional dirigida con objeto de proporcionar nuevos paradigmas de programación en neuroprocesadores biológicos. Con respecto al sub-objetivo (1), se ha propuesto un sistema de experimentación con cultivos neuronales en lazo cerrado y tiempo real que proporciona las herramientas de filtrado, visualización, procesamiento y estimulación de la respuesta electrofisiológica de poblaciones neuronales y su comunicación con un sistema robótico remoto. Para alcanzar el objetivo (2), se ha adaptado el algoritmo de centro de área para guiado robótico a las respuestas funcionales de las poblaciones de neuronas, identificando aquellos electrodos de la matriz cuyas neuronas incrementan en mayor medida sus disparos, como objetivo para el direccionamiento del robot. El cumplimiento del sub-objetivo (3) se ha conseguido al proporcionar técnicas de calibración y normalización estadística de los registros de poblaciones de neuronas que conforman el neuroprocesador, con objeto de suprimir la variabilidad intrínseca de las mismas y a las distintas características de no-homogeneidad tanto en la densidad del cultivo como en las propiedades eléctricas de los distintos electrodos. Finalmente, atendiendo al sub-objetivo (4), se ha propuesto un paradigma de aprendizaje natural, como es el aprendizaje hebbiano, para la conformación de conexiones funcionales entre electrodos que no se encontraban enlazados previamente y conseguir de esta forma el modelado del cultivo para la implementación en su estructura de las funciones a implementar, en este caso las estructuras de Braitenberg.[ENG] This thesis deals with two different fields, inherently related to each other in this case: neuroscience and computation. The overall objective of this thesis is the development of a biological neuroprocessor with cultured biological neural networks using microelectrode arrays as platform. This objective results in a set of specific subobjectives: (1) Define and build a platform for real time support of acquisition systems and electrical stimulation systems of neural registers, which remotely communicates with a robotic device. (2) Study and propose a robotic guidance method based on a close-loop platform which includes the sensory robot information in the neuroprocessor and, according to its response, guides the robotic system. (3) Normalization and statistic calibration of the registers of the neuroprocessor in order to adapt them to different algorithms of robotic guidance and learning in cultured neural networks. (4) Study and define learning techniques in neural cultures for the development of functional connectivity which allows new programming paradigms in biological neuroprocessors. Regarding objective (1), a real-time close-loop experimentation system with neural cultures has been proposed, which provides a complete solution for filtering, visualization, processing and stimulation of electrophysiological response from neural population and communication with a robotic system. In order to reach objective (2), centre of area algorithm for robotic guidance has been adapted to the functional response of neural populations, identifying those electrodes from the array whose neurons increase the most its firing rate, as target for robotic guidance. Objective (3) has been met giving statistic calibration and normalization techniques of neural population registers that conform the neuroprocessor having in mind the goal of supressing the intrinsic variability of those populations and the different nonhomogeneity characteristics, both in culture density and electrical properties of the electrodes. Finally, regarding objective (4), a natural learning paradigm has been proposed, Hebbian learning, to conform functional connections between previously not connected electrodes. In this way, the cultures can be modelled for implementing the desired behaviour in the biological structure, in this case Braitenberg behaviour.Universidad Politécnica de Cartagen

Computational Intelligence: Revised and Selected Papers of the International Joint Conference, IJCCI 2010, Valencia, Spain, October 2010

International audienceno abstrac

Theoretical results on a weightless neural classifier and application to computational linguistics

WiSARD é um classificador n-upla, historicamente usado em tarefas de reconhecimento de padrões em imagens em preto e branco. Infelizmente, não era comum que este fosse usado em outras tarefas, devido á sua incapacidade de arcar com grandes volumes de dados por ser sensível ao conteúdo aprendido. Recentemente, a técnica de bleaching foi concebida como uma melhoria à arquitetura do classificador n-upla, como um meio de coibir a sensibilidade da WiSARD. Desde então, houve um aumento na gama de aplicações construídas com este sistema de aprendizado. Pelo uso frequente de corpora bastante grandes, a etiquetação gramatical multilíngue encaixa-se neste grupo de aplicações. Esta tese aprimora o mWANN-Tagger, um etiquetador gramatical sem peso proposto em 2012. Este texto mostra que a pesquisa em etiquetação multilíngue com WiSARD foi intensificada através do uso de linguística quantitativa e que uma configuração de parâmetros universal foi encontrada para o mWANN-Tagger. Análises e experimentos com as bases da Universal Dependencies (UD) mostram que o mWANN-Tagger tem potencial para superar os etiquetadores do estado da arte dada uma melhor representação de palavra. Esta tese também almeja avaliar as vantagens do bleaching em relação ao modelo tradicional através do arcabouço teórico da teoria VC. As dimensões VC destes foram calculadas, atestando-se que um classificador n-upla, seja WiSARD ou com bleaching, que possua N memórias endereçadas por n-uplas binárias tem uma dimensão VC de exatamente N (2n − 1) + 1. Um paralelo foi então estabelecido entre ambos os modelos, onde deduziu-se que a técnica de bleaching é uma melhoria ao método n-upla que não causa prejuízos à sua capacidade de aprendizado.WiSARD é um classificador n-upla, historicamente usado em tarefas de reconhecimento de padrões em imagens em preto e branco. Infelizmente, não era comum que este fosse usado em outras tarefas, devido á sua incapacidade de arcar com grandes volumes de dados por ser sensível ao conteúdo aprendido. Recentemente, a técnica de bleaching foi concebida como uma melhoria à arquitetura do classificador n-upla, como um meio de coibir a sensibilidade da WiSARD. Desde então, houve um aumento na gama de aplicações construídas com este sistema de aprendizado. Pelo uso frequente de corpora bastante grandes, a etiquetação gramatical multilíngue encaixa-se neste grupo de aplicações. Esta tese aprimora o mWANN-Tagger, um etiquetador gramatical sem peso proposto em 2012. Este texto mostra que a pesquisa em etiquetação multilíngue com WiSARD foi intensificada através do uso de linguística quantitativa e que uma configuração de parâmetros universal foi encontrada para o mWANN-Tagger. Análises e experimentos com as bases da Universal Dependencies (UD) mostram que o mWANN-Tagger tem potencial para superar os etiquetadores do estado da arte dada uma melhor representação de palavra. Esta tese também almeja avaliar as vantagens do bleaching em relação ao modelo tradicional através do arcabouço teórico da teoria VC. As dimensões VC destes foram calculadas, atestando-se que um classificador n-upla, seja WiSARD ou com bleaching, que possua N memórias endereçadas por n-uplas binárias tem uma dimensão VC de exatamente N (2n − 1) + 1. Um paralelo foi então estabelecido entre ambos os modelos, onde deduziu-se que a técnica de bleaching é uma melhoria ao método n-upla que não causa prejuízos à sua capacidade de aprendizado

Políticas de Copyright de Publicações Científicas em Repositórios Institucionais: O Caso do INESC TEC

A progressiva transformação das práticas científicas, impulsionada pelo desenvolvimento das novas Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC), têm possibilitado aumentar o acesso à informação, caminhando gradualmente para uma abertura do ciclo de pesquisa. Isto permitirá resolver a longo prazo uma adversidade que se tem colocado aos investigadores, que passa pela existência de barreiras que limitam as condições de acesso, sejam estas geográficas ou financeiras. Apesar da produção científica ser dominada, maioritariamente, por grandes editoras comerciais, estando sujeita às regras por estas impostas, o Movimento do Acesso Aberto cuja primeira declaração pública, a Declaração de Budapeste (BOAI), é de 2002, vem propor alterações significativas que beneficiam os autores e os leitores. Este Movimento vem a ganhar importância em Portugal desde 2003, com a constituição do primeiro repositório institucional a nível nacional. Os repositórios institucionais surgiram como uma ferramenta de divulgação da produção científica de uma instituição, com o intuito de permitir abrir aos resultados da investigação, quer antes da publicação e do próprio processo de arbitragem (preprint), quer depois (postprint), e, consequentemente, aumentar a visibilidade do trabalho desenvolvido por um investigador e a respetiva instituição. O estudo apresentado, que passou por uma análise das políticas de copyright das publicações científicas mais relevantes do INESC TEC, permitiu não só perceber que as editoras adotam cada vez mais políticas que possibilitam o auto-arquivo das publicações em repositórios institucionais, como também que existe todo um trabalho de sensibilização a percorrer, não só para os investigadores, como para a instituição e toda a sociedade. A produção de um conjunto de recomendações, que passam pela implementação de uma política institucional que incentive o auto-arquivo das publicações desenvolvidas no âmbito institucional no repositório, serve como mote para uma maior valorização da produção científica do INESC TEC.The progressive transformation of scientific practices, driven by the development of new Information and Communication Technologies (ICT), which made it possible to increase access to information, gradually moving towards an opening of the research cycle. This opening makes it possible to resolve, in the long term, the adversity that has been placed on researchers, which involves the existence of barriers that limit access conditions, whether geographical or financial. Although large commercial publishers predominantly dominate scientific production and subject it to the rules imposed by them, the Open Access movement whose first public declaration, the Budapest Declaration (BOAI), was in 2002, proposes significant changes that benefit the authors and the readers. This Movement has gained importance in Portugal since 2003, with the constitution of the first institutional repository at the national level. Institutional repositories have emerged as a tool for disseminating the scientific production of an institution to open the results of the research, both before publication and the preprint process and postprint, increase the visibility of work done by an investigator and his or her institution. The present study, which underwent an analysis of the copyright policies of INESC TEC most relevant scientific publications, allowed not only to realize that publishers are increasingly adopting policies that make it possible to self-archive publications in institutional repositories, all the work of raising awareness, not only for researchers but also for the institution and the whole society. The production of a set of recommendations, which go through the implementation of an institutional policy that encourages the self-archiving of the publications developed in the institutional scope in the repository, serves as a motto for a greater appreciation of the scientific production of INESC TEC