基于多字符串序列输入的随机 L 系统推断
人工智能
2020-01-30 v1
摘要
Lindenmayer 系统（L 系统）是一种由字符串重写规则组成的文法系统。这些规则并行地将字符串中的每个符号替换为后继符号以生成下一个字符串，且该过程迭代进行。在随机无上下文 L 系统（S0L 系统）中，每个符号可具有一条或多条重写规则，每条规则带有相应的选取概率。人们发现，恰当构造的重写规则可用于建模和模拟某些自然及人工过程，其中每个派生字符串描述模拟中的一步。通常，过程由专家根据过程的测量值或领域知识精心构造规则来建模。本文提出了一种自动化方法，在给定一组字符串序列作为输入的情况下寻找随机 L 系统。所实现的工具称为 S0L 系统植物模型推断工具（PMIT-S0L）。PMIT-S0L 在一个测试套件中使用 960 个程序化生成的 S0L 系统进行评估，每个系统用于生成输入字符串，然后仅从这些序列使用 PMIT-S0L 推断该系统。评估表明，PMIT-S0L 在 12 小时内可推断每个具有多达 9 条重写规则的 S0L 系统。此外，研究发现，3 个字符串序列足以在测试套件 100% 的案例中找到正确的原始重写规则，而 6 个字符串序列将相关概率的差异减小到约 1% 或更小。
引用
@article{arxiv.2001.10922,
title = {Stochastic L-system Inference from Multiple String Sequence Inputs},
author = {Jason Bernard and Ian McQuillan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10922},
year = {2020}
}
备注
24 pages, 5 figures, submitted to Applied Soft Computing