利用遗传算法推断L系统的新技术

Lindenmayer系统（L系统）是一种形式文法系统，以并行方式迭代重写字符串中的所有符号。当以图形解释进行可视化时，其图像具有在自然界中频繁出现的自相似形状，并且作为一种简洁、可复用的植物模拟技术尤为成功。L系统推断问题即寻找一个L系统来模拟给定植物。目前这主要由专家完成，但该方法受限于专家的可获得性、人类可解决的复杂度以及时间。本文介绍了植物模型推断工具（PMIT），它利用遗传算法从系统生成的初始字符串序列推断确定性无上下文L系统。PMIT能够推断比现有方法更复杂的系统。事实上，现有方法局限于产生式中符号总和为20的L系统，而PMIT几乎可以推断所有测试的、符号总和为140的L系统。这通过使用28个先前开发的L系统模型以及通过自举更大模型人工创建的模型构成的测试集得到了验证。