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--- teaching:mfe:ia [2011/03/08 17:03]
ezimanyi [MFE 2010-2011 : Intelligence Artificielle]
+++ teaching:mfe:ia [2011/03/23 08:31]
mdorigo [Adaptive collective alignment with a swarm of e-puck robots]
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 to the implementation of this library will be studied. The
 library will also be tested in terms of robustness and performance
-as compared with the previous existing solutions.
+as compared with the previous existing solutions coming from other technological platforms (Java, PHP, ...). This memoire will be a follow up of a previous memoire.
   * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
+===== Développer un programme informatique permettant une analyse statistique en vue de  l'évaluation d'un module psychothérapeutique. =====
+Ce mémoire se fera en collaboration avec l'équipe médicale du centre pour l'anorexie et la boulimie de l'hôpital Erasme. Il consistera en l'analyse informatisée des données récoltées lors d'entretiens avec le patient et sa famille au cours du traitement.
+  * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
 ===== Etude et réalisation orientée objet d'une cellule minimale =====
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 Le MFE consistera en un développement orienté objet d'une
 cellule biologique minimale avec son métabolisme chimique interne, un génome
-élémentaire et sa membrane. Cette cellule devra être capable
+élémentaire et sa membrane. L'idée est de réaliser le logiciel minimal capable de simuler un organisme vivant. Cette cellule devra être capable
 de croître et de spontanément se dupliquer. Il fera suite
-à un MFE déjà réalisé il y a deux ans.
+à une succession de MFE déjà réalisés ces dernières années.
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 ===== Etude de la topologie de réseaux de musiciens de Jazz =====
-De plus en plus de scientifiques sont convaincus qu’une même topologie de réseaux (c'est-à-dire la manière dont les nœuds en sont connectés) se retrouve dans de nombreux réseaux, pourtant extraits de réalités très diverses (Web, Internet, réseaux sociaux, biologiques, épidémiques). Cette topologie leur conférerait des propriétés intéressantes comme une plus grande robustesse ou une communication réduite entre les nœuds. Il est possible de construire un réseau de musiciens de Jazz connectant deux musiciens dès lors qu’ils ont joué sur un même disque. Le MFE consistera en un développement logiciel ayant pour but la réalisation automatique de ces réseaux de musiciens à partir de documentations sur les disques téléchargés automatiquement de sites de vente en ligne.
+De plus en plus de scientifiques sont convaincus qu’une même topologie de réseaux (c'est-à-dire la manière dont les nœuds en sont connectés) se retrouve dans de nombreux réseaux, pourtant extraits de réalités très diverses (Web, Internet, réseaux sociaux, biologiques, épidémiques). Cette topologie leur conférerait des propriétés intéressantes comme une plus grande robustesse ou une communication réduite entre les nœuds. Il est possible de construire un réseau de musiciens de Jazz connectant deux musiciens dès lors qu’ils ont joué sur un même disque ou participé à un même concert. Le MFE consistera en un développement logiciel ayant pour but la réalisation automatique de ces réseaux de musiciens à partir de documentations sur les disques ou les concerts téléchargés automatiquement de sites de vente en ligne. Le mémorant devra réaliser un logiciel capable d'extraire ces informations sur le Web et ensuite exploitera un ensemble d'outils existant lui permettant d'étudier la topologie du réseau ainsi obtenue.
   * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
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 ===== Mise au point d’un système automatique de génération de code à partir d’un diagramme d’état-transition =====
-Le diagramme d’état-transition représente le cycle de vie d’un objet, de sa naissance à sa disparition, en suivant les différents états par lesquels cet objet transite. Il est par exemple très largement mis à l’œuvre dans la modélisation des procédures parlementaires (l’évolution des décrets de loi). C’est le cas dans plusieurs parlements belges avec lesquels IRIDIA collabore. Le MFE étudiera la possibilité d’une génération automatique de code fidèle à ces diagrammes et tout ce qui les compose.
+Le diagramme d’état-transition représente le cycle de vie d’un objet, de sa naissance à sa disparition, en suivant les différents états par lesquels cet objet transite. Il est par exemple très largement mis à l’œuvre dans la modélisation des procédures parlementaires (l’évolution des décrets de loi). C’est le cas dans plusieurs parlements belges avec lesquels IRIDIA collabore. Le MFE étudiera la possibilité d’une génération automatique de code fidèle à ces diagrammes et tout ce qui les compose. Le code généré respectera le design pattern d'état associant une classe à chaque état possible. Des problèmes tels les états compositionnels ou les transitions s'effectuant simultanément seront étudiés.
   * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
 ===== Mise au point d’un langage de modélisation de systèmes biologiques inspiré des diagrammes de classe et d'état/transition UML =====
-En général, les biologistes par manque de formation recourent très difficilement à la programmation des systèmes qu'ils étudient. Nous souhaitons les assister en mettant à leur disposition un langage qualitatif de modélisation sur base des diagrammes de classe et d'état/transition UML. Ce langage pourrait finalement aboutir à une forme exécutable, par une génération de code Java appropriée et son exécution. Le système sera mis au point en collaboration avec des immunologistes avec lesquels IRIDIA entretient des collaborations suivies depuis très longtemps.
+En général, les biologistes par manque de formation recourent très difficilement à la programmation des systèmes qu'ils étudient. Nous souhaitons les assister en mettant à leur disposition un langage qualitatif de modélisation sur base des diagrammes de classe et d'état/transition UML. Ce langage pourrait finalement aboutir à une forme exécutable, par une génération de code Java appropriée et son exécution. Le système sera mis au point en collaboration avec des immunologistes internationnaux avec lesquels IRIDIA entretient des collaborations suivies depuis très longtemps. Ainsi l'idée est de créer un langage de simulation de systèmes biologique qualitatif et graphique qui soit bien plus facile d'utilisation pour les biologistes que les langages de programmation actuels.
   * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
 ===== Comparaison via la simulation informatique d'une économie de marché de nature concurrentielle et une autre plus redistributive=====
-Les économistes nous assènent à l'envi que l'économie se doit d'être compétitive et parfaitement concurrentielle. Est-ce si vrai ? L'économie de marché ne peut-elle exister que sur un mode concurrentiel pour assurer au mieux le bonheur du plus grand nombre d'agents économiques ? Nous adresserons cette question par l'entremise de modèles économiques multi-agents mettant en présence des producteurs,acheteurs, consommateurs et vendeurs, et les faisant se comporter d'abord sur un monde compétitif (économie de marché de type enchère) et ensuite aléatoire. Nous étudierons   la manière dont le bien-être cumulé par les agents consommateur est distribué parmi eux.
+Les économistes nous assènent à l'envi que l'économie se doit d'être compétitive et parfaitement concurrentielle. Est-ce si vrai ? L'économie de marché ne peut-elle exister que sur un mode concurrentiel pour assurer au mieux le bonheur du plus grand nombre d'agents économiques ? Nous adresserons cette question par l'entremise de modèles économiques multi-agents mettant en présence des producteurs,acheteurs, consommateurs et vendeurs, et les faisant se comporter d'abord sur un monde compétitif (économie de marché de type enchère) et ensuite aléatoire. Nous étudierons   la manière dont le bien-être cumulé par les agents consommateur est distribué parmi eux. Ce mémoire fait suite à un mémoire réalisé par un étudiant de Solvay l'année passée et donc il pourra repartir d'un logiciel existant.
   * Contact : [[http://code.ulb.ac.be/iridia.people.php?id=1|Hugues Bersini (IRIDIA)]]
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     * [[http://iridia.ulb.ac.be/~stuetzle|Thomas Stuetzle (IRIDIA)]]
     * [[http://iridia.ulb.ac.be/~manuel|Manuel López-Ibáñez (IRIDIA)]]
+===== Stochastic local search algorithms for weighted maximum clique problems. ======
+The Maximum Clique Problem is an NP-hard combinatorial optimisation problem that asks to find the biggest completely
+connected component of a graph. It has relevant applications in information retrieval, computer vision, social network
+analysis, computational biochemistry, bioinformatics and genomics.
+Among the possible generalisations of the problem there is the Vertex Weighted and Edge Weighted Maximum Clique which asks to find the clique of maximum weight. Being generalisations they are also NP-hard. The goal of the project is to devise heuristic algorithms or adapt existing algorithms of the Maximum Clique for weighted version.
+Required skills: good knowledge of C or C++ programming.
+  * Contacts :
+    * [[http://iridia.ulb.ac.be/~stuetzle|Thomas Stuetzle (IRIDIA)]]
+    * [[http://iridia.ulb.ac.be/~fmascia|Franco Mascia (IRIDIA)]]
+===== Stochastic Local Search heuristics for solving NP-complete puzzles. ======
+This project is about single player games (puzzles) and the design of algorithms for tackling hard combinatorial optimisation problems.
+Example puzzles are: <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Light_Up">Light Up</a>, <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Mastermind_(board_game)">Mastermind</a>, <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Minesweeper_(video_game)">Minesweeper</a>, etc.
+The student will learn how to design and implement a Stochastic Local Search algorithm to solve NP-complete puzzles. The student will also learn how to analyse the performaces of the algorithm and perform statistically sound comparisons with the other algorithms available in literature.
+Required skills: good knowledge of C or C++ programming.
+  * Contacts :
+    * [[http://iridia.ulb.ac.be/~stuetzle|Thomas Stuetzle (IRIDIA)]]
+    * [[http://iridia.ulb.ac.be/~fmascia|Franco Mascia (IRIDIA)]]
 /*
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   * Contacts: [[http://iridia.ulb.ac.be/~mbiro|Mauro Birattari]], Marco Dorigo, Arne Brutschy, Giovanni Pini (IRIDIA)
-===== Studying collaboration between flying robots and ground-based robots =====
+===== Collaboration between flying robots and ground-based robots =====
-In previous studies, it has been shown that multiple ground-based robots can autonomously form various patterns by attaching to each other. These robots used simple rule sets and local communication to form pre-defined or random patterns. In this thesis, the student will study how flying robots can collaborate with ground-based robots to select and control the pattern formation process. The student will implement the results of his study and various other algorithms that would facilitate such a collaboration. In order to gain a sound understanding of the matter, the student will first study and benchmark collaboration techniques used in existing robotic systems including flying and ground-based robots.
+Current research in self-assembling robots mainly focuses on systems composed of identical (i.e., homogeneous) robots. In this thesis, however, we consider a system composed of robots with varying capabilities and different sensors. In particular, we consider a heterogeneous self-assembling system composed of both ground-based robots and flying robots. The ground-based robots can respond to various task contingencies by autonomously connecting to each other and forming collective structures. The flying robots can use their large field of view (from their elevated positions) to assist the ground-based robots in their tasks.
-A possible candidate student must be very motivated, ready to invest extra hours into the thesis, and have a good grasp of C++.  The working  language is English.
+In this thesis, the student will focus on the flying robots in the system. The student will explore how the flying robots can i) run internal simulations on possible connections between the ground-based robots to determine the response structure to a task and ii) apply machine learning techniques to let the flying robot use previous, successful experiences to learn about tasks and their possible response structures.  The results of the study can be tested on real flying and ground-based robots.
+Concrete ideas will be developed together with the student. A candidate student must be very motivated, independent, have a good knowledge of machine learning techniques, and have a good grasp of C++. The working language is English.
   * Contacts: [[http://iridia.ulb.ac.be/~mbiro|Mauro Birattari]], Marco Dorigo, Nithin Mathews (IRIDIA)
-===== Adaptive collective alignment with a swarm of e-puck robots =====
+===== Recruitment strategies for collective decision making in swarm robotics =====
-Flocking is a fascinating behavior that birds are able to achieve without a leader or a common frame of reference. Moreover, in some cases, the group goes in the correct direction even if only a small proportion of the group knows the goal direction. This allows birds to avoid a predator even if only a subset of the flock sees it. We want to study one of the most interesting aspects of this mechanism, that is how a group can align collectively to a common direction and change this direction over time according to some stimuli perceived only by a small minority of individuals.
+Studies of ants and bees have led to different models of collective
+decision making methods in social insects. Swarms of cooperating
+robots also have to find consensus decisions and thus face similar
+problems as social insects. It is an interesting research question if
+the biological models can be applied to create decentralized and
+robust decision making methods for swarms of robots. More precisely,
+we assume that robots are able to estimate their confidence
+about their own decision. Thus, if a group of robots is unsure about a
+decision they shall recruit more robots into the decision process to
+assure a certain quality in the overall decision.
-The goal of this project is to apply a methodology, so far studied only in simulation, to the e-puck robots, in order to tackle the adaptive collective alignment problem. A group of e-pucks has to reach consensus and turn to a common random heading direction, using a common light source as reference point. Furthermore, when an obstacle is perceived by a small minority of the group, consensus should be achieved in order to align to a new direction which allows them to avoid the obstacle.
+The goal of this master thesis project is to study different
+recruitment strategies for decision making in swarms of robots. The
+following application scenario will be implemented. A group
+of robots need to classify an object in order to operate on it.
+Through its sensors the single robots can classify an object with a
+certain accuracy. This opinion can then be shared in a group to reach
+consensus. If the individual robot's opinions differ strongly from the
+one of other
+robots or the robots do not have the necessary skills/sensors they
+might not be able to reach a final decision. In this case they can
+recruit other robots and involve them in the decision making process.
-Required skills: The candidates should be acquainted with C/C++ programming and have a working knowledge of the English language.
+Required skills: the candidates should be acquainted with C/C++
+programming and have a working knowledge of the English language.
+* Contact: [[http://iridia.ulb.ac.be/~mbiro|Mauro Birattari]], Marco Dorigo, Manuele Brambilla, Alexander Scheidler (IRIDIA)
-  * Contact: [[http://iridia.ulb.ac.be/~mbiro|Mauro Birattari]], Marco Dorigo, Eliseo Ferrante, Ali Emre Turgut (IRIDIA)
 ===== Scalable aggregation in swarm robotics without global information or environmental clues =====
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-===== Evolution of Cooperation =====
-Often the selfish and strong are believed to be favored by natural selection, even though cooperative and fair interactions thrive at all levels of organization in living systems. This project tackles this paradox in the context of Evolutionary Game Theory (EGT), having kin-selection, direct and indirect reciprocity as conceptual starting points. Contrary to what is usual, models will also take into account the intricate ties of modern social networks and its topological evolution.
-In spite of its relevance, understanding the evolution of cooperation remains one of the most fundamental challenges to date, tackled by scientists from fields as diverse as anthropology, biology, sociology, ecology, economics, psychology, political science, mathematics, physics, etc., who often adopt EGT as a common mathematical framework. Hence, students who choose this proposal should be strongly interested in interdisciplinary research.
-Required skills: The candidates should have good mathematical skills, be acquainted with C/C++ programming and have a working knowledge of the English language.
-  * Contact : [[http://iridia.ulb.ac.be/~fsantos|Francisco C. Santos (IRIDIA)]]
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-The project is in collaboration with [[http://www.ciul.ul.pt/~pacheco/|Jorge M. Pacheco (University of Lisbon)]], [[http://como.vub.ac.be/doku.php?id=members:sven_van_segbroeck|Sven Van Segbroeck (IRIDIA and COMO, VUB)]] and [[http://switch.vub.ac.be/~tlenaert/|Tom Lenaerts (SWITCH, VUB)]].