Obtaining L-systems Rules from Strings

This paper presents a proposal to solve the Inverse Problem of Lindenmayer in the deterministic and free-context L-system grammar class. The proposal of this paper is to show a methodology that can obtain an L-system rule from a string representing the development stage of any object. The strings used in the tests were obtained from known grammars. However, they are dealt with as of having an unknown origin to assure the impartiality of the methodology. The idea presented here consists in the regression of growth of the string analyzed by an algorithm built based on relations of growth obtained from string generated by known deterministic grammars. In the tests carried out, all the strings submitted to the proposed algorithm could be reverted to an L-system rule identical to the original rule used in the synthesis of the string. It is also interesting to observe that the obtaining of these rules occurred practically in real time with tested grammars.Este artigo apresenta uma proposta para solucionar o Problema Inverso de Lindenmayer nas classes de gramáticas L-systems livres de contexto e determinísticas. A abordagem desta proposta pretende mostrar uma metodologia que consegue obter uma regra L-system a partir de uma cadeia de caracteres representante do estágio de desenvolvimento de um objeto qualquer. As cadeias utilizadas nos testes são sintetizadas a partir de gramáticas conhecidas, porém são tratadas como de origem desconhecida para assegurar a imparcialidade da metodologia. A idéia aqui apresentada consiste na regressão do crescimento da cadeia analisada por um algoritmo construído com base nas relações de crescimento obtidas a partir de cadeias geradas por gramáticas determinísticas conhecidas. Nos testes realizados todas as cadeias sub-metidas no algoritmo puderam ser revertidas em uma regra L-system idêntica à regra original utilizada na síntese da cadeia. Também é interessante notar que a obtenção destas regras ocorreu praticamente em tem-po real para gramáticas testadas

Radical Artificial Intelligence: A Postmodern Approach

The dynamic response of end-clamped monolithic beams and sandwich beams has been measured by loading the beams at mid-span using metal foam projectiles. The AISI 304 stainless-steel sandwich beams comprise two identical face sheets and either prismatic Y-frame or corrugated cores. The resistance to shock loading is quantified by the permanent transverse deflection at mid-span of the beams as a function of projectile momentum. The prismatic cores are aligned either longitudinally along the beam length or transversely. It is found that the sandwich beams with a longitudinal core orientation have a higher shock resistance than the monolithic beams of equal mass. In contrast, the performance of the sandwich beams with a transverse core orientation is very similar to that of the monolithic beams. Three-dimensional finite element (FE) simulations are in good agreement with the measured responses. The FE calculations indicate that strain concentrations in the sandwich beams occur at joints within the cores and between the core and face sheets; the level of maximum strain is similar for the Y-frame and corrugated core beams for a given value of projectile momentum. The experimental and FE results taken together reveal that Y-frame and corrugated core sandwich beams of equal mass have similar dynamic performances in terms of rear-face deflection, degree of core compression and level of strain within the beam

Inferência de gramática formais livres de contexto utilizando computação evolucionária com aplicação em bioinformática

Grammatical inference deals with the task of learning a classifier that can recognize a particular pattern in a set of examples. In this work, a new grammatical inference model based on a variant of Genetic Programming is proposed. In this approach, an individual is a list of structured trees representing their productions. Ordinary genetic operators are modified so as to bias the search and two new operators are proposed. The first one, called Incremental Learning, is able to recognize, based on examples, which productions are missing. The second, called Expansion is able to provide the diversity necessary to achieve convergence. In a suite of experiments performed, the proposed model successfully inferred six regular grammars and two context-free grammars: parentheses and palindromes with four letters, including the disjunct one. Results achieved were better than those obtained by recently published algorithms. Nowadays, grammatical inference has been applied to problems of recognition of biological sequences of DNA. In this work, two problems of this class were addressed: recognition of promoters and splice junction detection. In the former, the proposed model obtained results better than other published approaches. In the latter, the proposed model showed promising results. The model was extended to support fuzzy grammars, namely the fuzzy fractional grammars. Furthermore, an appropriate method of estimation of the values of the production's membership function is also proposed. Results obtained in the identification of splice junctions shows the utility of the fuzzy inference model proposed.A inferência gramatical lida com o problema de aprender um classificador capaz de reconhecer determinada construção ou característica em um conjunto qualquer de exemplos. Neste trabalho, um modelo de inferência gramatical baseado em uma variante de Programação Genética é proposto. A representação de cada indivíduo é baseada em uma lista ligada de árvores representando o conjunto de produções da gramática. A atuação dos operadores genéticos é feita de forma heurística. Além disto, dois novos operadores genéticos são apresentados. O primeiro, denominado Aprendizagem Incremental, é capaz de reconhecer, com base em exemplos, quais regras de produção estão faltando. O segundo, denominado Expansão, é capaz de prover a diversidade necessária. Em experimentos efetuados, o modelo proposto inferiu com sucesso seis gramáticas regulares e duas gramáticas livres de contexto: parênteses e palíndromos de quatro letras, tanto o comum quanto o disjunto, sendo superior a abordagens recentes. Atualmente, modelos de inferência gramatical têm sido aplicados a problemas de reconhecimento de sequências biológicas de DNA. Neste trabalho, dois problemas de identificação de padrão foram abordados: reconhecimento de promotores e splice-junction. Para o primeiro, o modelo proposto obteve resultado superior a outras abordagens. Para o segundo, o modelo proposto apresentou bons resultados. O modelo foi estendido para o uso de gramáticas fuzzy, mais especificamente, as gramáticas fuzzy fracionárias. Para tal, um método de estimação adequado dos valores da função de pertinência das produções da gramática é proposto. Os resultados obtidos na identificação de splice-junctions comprovam a utilidade do modelo de inferência gramatical fuzzy proposto