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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Informatik

Prof. Dr.

2024

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Swarm Intelligence - Cheatsheet
Swarm Intelligence - Cheatsheet Definition und Konzepte der Schwarmintelligenz Definition: Schwarmintelligenz bezieht sich auf das kollektive Verhalten von dezentralen, selbstorganisierten Systemen, typischerweise natürlicher oder künstlicher Agenten wie Ameisenkolonien, Vogelschwärmen oder Robotergruppen. Details: Lokale Interaktionen führen zu globalem Verhalten. Einzelne Agenten folgen einfache...

Swarm Intelligence - Cheatsheet

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Swarm Intelligence - Exam
Swarm Intelligence - Exam Aufgabe 1) Schwarmintelligenz bezieht sich auf das kollektive Verhalten von dezentralen, selbstorganisierten Systemen, typischerweise natürlicher oder künstlicher Agenten wie Ameisenkolonien, Vogelschwärmen oder Robotergruppen. Lokale Interaktionen führen zu globalem Verhalten, wobei die einzelnen Agenten einfachen Regeln folgen und keine zentrale Kontrolle erforderlich i...

Swarm Intelligence - Exam

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Was ist Schwarmintelligenz?

Welche Hauptkonzepte bestimmen die Schwarmintelligenz?

Was sind Beispiele für Schwarmintelligenz?

Was ist der Ameisenalgorithmus (Ant Colony Optimization, ACO)?

Welche Hauptkomponenten hat der Ameisenalgorithmus?

Wie lautet die Wahlregel im Ameisenalgorithmus?

Was beschreibt die Partikelschwarmoptimierung (PSO)?

Wie wird die Geschwindigkeit in PSO aktualisiert?

Welche Parameter beeinflussen PSO?

Was versteht man unter 'Kooperative Robotersysteme'?

Welche Anwendungen gibt es für Kooperative Robotersysteme?

Auf welchen Grundlagen basieren Kooperative Robotersysteme?

Was inspiriert die Schwarmintelligenz innerhalb der kombinatorischen Optimierungsverfahren?

Welcher der folgenden Algorithmen ist ein Beispiel für Metaheuristiken?

Welchen Vorteil bieten Metaheuristiken bei kombinatorischer Optimierung?

Was sind stochastische Prozesse?

Was beschreibt die Wahrscheinlichkeitstheorie?

Nennen Sie ein Beispiel für einen stochastischen Prozess.

Was sind emergente Eigenschaften?

Was bedeutet kollektives Verhalten?

Was ist ein Beispiel für eine mathematische Modellierung des kollektiven Verhaltens?

Worauf basieren Schwarmalgorithmen?

Welche Gleichungen werden zur Modellierung der Dynamik in Schwarmalgorithmen verwendet?

Wie lautet die Aktualisierungsregel in PSO?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Swarm Intelligence an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
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Grundlagen der Schwarmintelligenz

Diese Einheit vermittelt ein grundlegendes Verständnis der Prinzipien und Theorien hinter der Schwarmintelligenz, einem kollektiven Verhaltenssystem. Es werden die biologischen Vorbilder und Basisprinzipien untersucht.

  • Definition und Konzepte der Schwarmintelligenz
  • Biologische Inspirationen, wie Ameisen- und Bienenvölker
  • Selbstorganisation und dezentrale Kontrolle
  • Emergente Eigenschaften und kollektives Verhalten
  • Vergleich zu traditionellen künstlichen Intelligenzsystemen
Karteikarten generieren
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Algorithmen der Schwarmintelligenz

Die Vorlesung behandelt spezifische Algorithmen, die auf Schwarmintelligenz basieren. Studenten lernen die Implementierung und Anwendungsbereiche dieser Algorithmen kennen.

  • Ameisenalgorithmus (Ant Colony Optimization, ACO)
  • Partikelschwarmoptimierung (Particle Swarm Optimization, PSO)
  • Bienenalgorithmus und künstlicher Bienenstock
  • Schwarmbasierte genetische Algorithmen
  • Vergleich und Bewertung der Schwarmalgorithmen
Karteikarten generieren
03
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Anwendungen in der Robotik

Diese Komponente befasst sich mit der Anwendung von Schwarmintelligenz in der Robotik. Es werden reale Szenarien und praktische Anwendungen analysiert.

  • Kooperative Robotersysteme
  • Roboter, die Schwarmmechanismen nutzen
  • Such- und Rettungsoperationen
  • Überwachung und Inspektion
  • Simulationsumgebungen für Roboter
Karteikarten generieren
04
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Optimierungsprobleme

In diesem Teil der Vorlesung konzentrieren sich die Inhalte auf die Lösung von Optimierungsproblemen mithilfe von Schwarmintelligenz. Die Studenten lernen, Probleme zu identifizieren und geeignete Lösungen zu finden.

  • Lösungsverfahren für kombinatorische Optimierung
  • Schwarmintelligenz in der Logistik und Planung
  • Optimierung in der Verkehrssteuerung
  • Energieoptimierung und Ressourcenzuweisung
  • Fallbeispiele und praktische Anwendungen
Karteikarten generieren
05
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Mathematische Grundlagen

Ein grundlegendes Verständnis der mathematischen Konzepte hinter der Schwarmintelligenz ist unerlässlich. Du wirst mit den erforderlichen mathematischen Werkzeugen und Techniken vertraut gemacht.

  • Stochastische Prozesse und Wahrscheinlichkeitstheorie
  • Differentialgleichungen und dynamische Systeme
  • Graphentheorie und Netzwerkanalysen
  • Mathematisch fundierte Modellierung der Schwarmalgorithmen
  • Analyse und Simulation von Algorithmen
Karteikarten generieren

Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Swarm Intelligence an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Swarm Intelligence ist ein faszinierendes Forschungsgebiet innerhalb der Informatik, das sich mit kollektiven Verhaltensmechanismen beschäftigt und oft von der Natur inspiriert ist. Der Kurs Swarm Intelligence an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir die Möglichkeit, tief in dieses Thema einzutauchen. Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen Sitzungen, die sowohl theoretische Vorträge als auch praktische Übungen umfassen. Am Ende des Semesters wirst Du Dein Wissen durch eine schriftliche Prüfung nachweisen. Dieser Kurs wird in der Regel im Wintersemester angeboten und vermittelt fundierte Kenntnisse in verschiedenen Bereichen wie Grundlagen der Schwarmintelligenz, Algorithmen der Schwarmintelligenz, Anwendungen in der Robotik und Optimierungsprobleme.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus wöchentlichen Sitzungen, die theoretische Vorträge und praktische Übungen umfassen.

Studienleistungen: Die Leistungskontrolle erfolgt durch eine schriftliche Prüfung am Ende des Semesters.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird in der Regel im Wintersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Grundlagen der Schwarmintelligenz, Algorithmen der Schwarmintelligenz, Anwendungen in der Robotik, Optimierungsprobleme

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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