Hello, dear friend, you can consult us at any time if you have any questions, add WeChat: daixieit

COMP5400: Biological and Bio-Inspired Computation

Coursework 1:

Evolution and Co-evolution with BEAST Due Date: Monday 21 March

2021

Marking

This coursework is summative and is worth 40% of the total grade for this module.

Assessment

Please submit this coursework as a single tar-gzip archive with extension “.tgz” or extension “.tar.gz” via Turnitin. You will need to submit:

•      A declaration that the work is your own. You will be asked to share your long simulations for Q6.       Make sure any data you share has your name on it and that you properly credit any data you obtain from your colleagues.

•      A pdf of typed answers to questions. Hand-written answers will not be accepted. Please use arial

fonts with size 11pt. Figures must be of sufficient size and clearly labeled (including e.g., axis label and ticks, in a legible font, min. size 9pt).

•      Scripts that you used to generate plots for Questions 1 and 6. Without these scripts, you may be awarded no marks for these questions.

•     The modified mouse.cc code for Q4. If the code does not compile and run properly, you may be awarded no marks for this question.

•     The specific code modifications (not the entire file) that you made to answer Q4 should also be           included in your answer sheet to Q4. Without being able to inspect these modifications, you may be  awarded no marks for Q4. To include these modifications: please cut and paste the relevant lines of   code into your answer sheet, rather than using screen shots. Screenshots with a black background or with any text colour that is not clearly legible in the pdf of your answer sheet will be penalised.

•      Keep your answers to question clear and well-reasoned. You will not get additional points for longer answers where those are not adding value to your response.

Plagiarism

You must compile and run your own code. Code modifications, scripts and answers to questions must be     prepared by yourself. It is strictly prohibited to borrow or share code.  You may help each other with BEAST

installation. You may discuss what the demos are about. You may also discuss material covered lectures, your related reading and ideas relevant to the coursework together with your peers, but you may not discuss or      share answers to questions.

Questions

Part I: Run the mouse demo in BEAST.

1. Plot the fitness of the mice as a function of the generation count. Be judicious where you                terminate your simulation . Don’t stop too early. Briefly motivate why you show the particular range you chose.

[5 marks] 2. Describe the behaviour of the mice as it evolves over evolutionary time.

[5 marks] 3. Describe the fitness function used by the mice. It can be found in the file ‘mouse.cc’. Experiment     with the fitness function: change it and run the simulation again. Judging from the behaviour of the

mice, explain whether you believe that the performance of the mice improves or deteriorates with your changes. Look in the code to see what parameters the genetic algorithm uses. Consider the     influence of these parameters in your answer.

[10 marks]

4. How would you define the performance objectively and how would you evaluate the relative performance of the di_erent fitness functions? Implement and evaluate them. Also experiment with different sensor configurations. Explain the reasoning behind your experiments.

[20 marks]

5. Based on the lecture notes and the literature cited there, discuss what you understand by the term collective behaviour. Describe and explain the behaviour of the mice. Do you see evidence of collective behaviour? Explain your answer.

[15 marks]

Part II: Run the chase demo in BEAST. Run three demonstrations for 100 generations, each. (You can  do this in parallel.) Record the behaviour of both types of agent after 10, 50 and 100 generations. Let one simulation run for much longer (several thousands of generations).

6. Plot the fitness of each agent as a function of the generation count for both types of agent              for all runs. Think of a good way to represent and compare your results in plots. Include at least two of your colleagues’ results from the long simulation. To give proper credit to others, you must state  the full names of students who have shared data with you.

[10 marks]

7. Describe the behaviour of the agents. Is this an example of co-evolution? Argue. You should      explain your reasons and evidence your answer (for co-evolution or for its absence) based on the behaviour of the agents after different numbers of generations.

[10 marks] 8. Judging the fitness plots for the same simulations, do you see evidence for co-evolution? Discuss     and evidence your answers.

[10 marks] Part III: Run the Predator-Prey demo in BEAST.

9. Do you consider the behaviour of the agents to be intelligent? Answer extensively, and give your own motivation and evidence (for intelligence or for its absence, or for inconclusive evidence) . In     your answer, consider one or more definitions of intelligence. Some definitions may come from the scientific literature, for example the paper ‘Intelligence without Representation’ by Rodney Brooks, which can be found on Minerva. If you wish (note, this is not required) you may propose your own   definition of intelligence in your answer.

[15 marks] [100 marks total]