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-0.03 (Angeline, P) 108 436 P-0.03 (., Saunders, G. and Pollack, J. \0501994\051 Evolving Recurrent Neural Networks. In) 163.27 436 P3 F(The Thir) 144 421.5 T(d Annual Confer) 185.21 421.5 T(ence on Evolutionary Pr) 264.73 421.5 T(ogramming \050EP94\051) 381.86 421.5 T0 F(.) 474.8 421.5 T0.72 (Saunders, G., Angeline, P) 108 401 P0.72 (. and Pollack, J. \0501994\051 Structural and Behavioral Evolution of) 233.07 401 P(Recurrent Networks. In) 144 386.5 T3 F(Advances in Neural Information Pr) 259.9 386.5 T(ocessing VI) 429.36 386.5 T0 F(.) 484.98 386.5 T0.1 (Saunders, G., Kolen, J., Angeline, P) 108 366 P0.1 (. and Pollack, J. \0501992\051 Additive Modular Learning in) 280.38 366 P2.08 (Preemptrons. In) 144 351.5 P3 F2.08 (The Pr) 227.77 351.5 P2.08 (oceedings of The Fourteenth Annual Confer) 262.39 351.5 P2.08 (ence of the) 483.89 351.5 P(Cognitive Science Society) 144 337 T0 F(, Bloomington, Indiana.) 267.12 337 T2 F(FIELDS OF STUDY) 270.69 275.5 T0 F(Major Field:) 126 239.5 T(Computer and Information Science, Professor Jordan B. Pollack) 204 239.5 T(Specialization: Arti\336cial Intelligence) 204 219.5 T(Minor Field:) 126 193.5 T(Parallel Processing, Professor P) 204 193.5 T(. Sadayappan) 355.24 193.5 T(Minor Field:) 126 163.5 T(Cognitive Science, Professor Caroline Palmer) 204 163.5 TFMENDPAGE%%EndPage: "v" 8%%Page: "vi" 8612 792 0 FMBEGINPAGE108 72 540 81 R7 X0 KV0 12 Q0 X(vi) 319.33 73 T108 90 540 648 R7 XV2 F0 X(T) 259.8 640 T(ABLE OF CONTENTS) 266.91 640 T(DEDICA) 108 582 T(TION) 154.41 582 T(ii) 533.33 582 T(ACKNOWLEDGMENTS) 108 558 T( iii) 527 558 T(VIT) 108 534 T(A) 128.44 534 T( iv) 527.67 534 T(LIST OF T) 108 510 T(ABLES) 165.1 510 T( x) 531.01 510 T(LIST OF FIGURES) 108 486 T( xi) 527.67 486 T(LIST OF SYMBOLS) 108 462 T( xvi) 521.67 462 T(CHAPTER) 108 438 T(P) 507.57 438 T(AGE) 514.01 438 T(I) 120.07 408 T(INTRODUCTION: SEARCH AND EXPLICIT KNOWLEDGE) 140.4 408 T( . . . . . . .) 470.74 408 T( 1) 517.5 408 T0 F(1.1 Literal Knowledge Level Models) 140.4 386 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 326.82 386 T( 2) 517.5 386 T(1.2 The Problems of Explicit Knowledge) 140.4 372 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 344.81 372 T( 4) 517.5 372 T(1.2.1 Credit Assignment Problem) 162 358 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 329.82 358 T( 5) 517.5 358 T(1.2.2 The Knowledge Acquisition Bottleneck) 162 342 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 386.79 342 T( 5) 517.5 342 T(1.2.3 Memory \050Knowledge\051 Indexing Problem) 162 326 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 392.78 326 T( 6) 517.5 326 T(1.2.4 The Problem of Scaling) 162 310 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 311.83 310 T( 6) 517.5 310 T(1.2.5 Representation Design) 162 294 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 305.83 294 T( 7) 517.5 294 T(1.3 The Root of the Problems) 140.4 278 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 290.84 278 T( 7) 517.5 278 T(1.4 Evolutionary Algorithms) 140.4 264 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 284.84 264 T( 9) 517.5 264 T(1.5 Emer) 140.4 250 T(gent Intelligence) 187.15 250 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 272.85 250 T( 10) 514.5 250 T(1.6 Demonstrations of Emer) 140.4 236 T(gent Intelligence) 279.09 236 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 362.8 236 T( 1) 514.73 236 T(1) 523.28 236 T(1.7 Scope of this Dissertation) 140.4 222 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 290.84 222 T( 12) 514.5 222 T(1.8 Contributions of this W) 140.4 208 T(ork) 274.04 208 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 293.84 208 T( 13) 514.5 208 T(1.9 A Guide to Reading this Dissertation) 140.4 194 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 344.81 194 T( 14) 514.5 194 T2 F(II) 117.74 170 T(BACKGROUND) 140.4 170 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 233.87 170 T( 15) 514.5 170 T0 F(2.1 Search and Intelligence) 140.4 148 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 278.85 148 T( 15) 514.5 148 T(2.2 Optimization and Satis\336cing) 140.4 134 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 302.83 134 T( 16) 514.5 134 T(2.3 The Credit Assignment Problem) 140.4 120 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 320.82 120 T( 17) 514.5 120 T(2.4 W) 140.4 106 T(eak and Strong Methods) 171.75 106 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 293.84 106 T( 17) 514.5 106 TFMENDPAGE%%EndPage: "vi" 9%%Page: "vii" 9612 792 0 FMBEGINPAGE108 72 540 81 R7 X0 KV0 12 Q0 X(vii) 317.67 73 T108 90 540 648 R7 XV0 X(2.4.1 W) 162 640 T(eak Methods) 202.35 640 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 269.85 640 T( 18) 514.5 640 T(2.4.1.1 Generate and T) 194.4 624 T(est) 306.47 624 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 323.82 624 T( 19) 514.5 624 T(2.4.1.2 Hill Climbing) 194.4 608 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 305.83 608 T( 20) 514.5 608 T(2.4.1.3 Depth First Search) 194.4 592 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 326.82 592 T( 21) 514.5 592 T(2.4.1.4 Breadth-First Search and Beam Search) 194.4 576 T(. . . . . . . . . . . . . . .) 425.77 576 T( 22) 514.5 576 T(2.4.2 Principles of Standard W) 162 560 T(eak Methods) 311.94 560 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 377.79 560 T( 23) 514.5 560 T(2.4.3 Representation of T) 162 544 T(ask Environment in Strong Methods) 286.41 544 T(. . . . . . . . .) 461.75 544 T( 24) 514.5 544 T(2.5 Evolutionary Algorithms) 140.4 528 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 284.84 528 T( 25) 514.5 528 T(2.5.1 Evolutionary Models) 162 514 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 296.84 514 T( 27) 514.5 514 T(2.5.2 The Selection of Surviving Objects) 162 498 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 365.8 498 T( 28) 514.5 498 T(2.5.3 V) 162 482 T(ariations of the Evolutionary Algorithms) 199.31 482 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 398.78 482 T( 30) 514.5 482 T(2.5.3.1 Genetic Algorithms \050GA\051) 194.4 466 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 359.8 466 T( 31) 514.5 466 T(2.5.3.2 Evolution Strategies \050ES\051) 194.4 450 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 359.8 450 T( 33) 514.5 450 T(2.5.3.3 Evolutionary Programming \050EP\051) 194.4 434 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 395.78 434 T( 35) 514.5 434 T(2.5.3.4 Genetic Programming \050GP\051) 194.4 418 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 371.8 418 T( 35) 514.5 418 T(2.5.3.5 Comparing GA and GP) 194.4 402 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 350.81 402 T( 37) 514.5 402 T(2.5.3.5.1 Representation of Genotypes) 234 386 T(. . . . . . . . . . . . . . .) 425.77 386 T( 37) 514.5 386 T(2.5.3.5.2 Complexity of Interpretation) 234 370 T(. . . . . . . . . . . . . . .) 425.77 370 T( 38) 514.5 370 T(2.5.3.5.3 Syntax Preserving Crossover) 234 354 T(. . . . . . . . . . . . . . .) 425.77 354 T( 39) 514.5 354 T(2.6 When is a W) 140.4 338 T(eak Method Not W) 222.71 338 T(eak?) 314.02 338 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 341.81 338 T( 40) 514.5 338 T2 F(III) 115.4 314 T(THE EV) 140.4 314 T(OLUTIONAR) 185.15 314 T(Y WEAK METHOD AND EMERGENT) 258.69 314 T(INTELLIGENCE) 140.4 302 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 236.87 302 T( 41) 514.5 302 T0 F(3.1 Empirical Credit Assignment) 140.4 280 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 305.83 280 T( 41) 514.5 280 T(3.1.1 Representation Speci\336c Operators) 162 266 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 359.8 266 T( 42) 514.5 266 T(3.1.2 Abstract Feature Propagation) 162 250 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 335.82 250 T( 43) 514.5 250 T(3.1.2.1 Schema Theory) 194.4 234 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 314.83 234 T( 45) 514.5 234 T(3.1.2.2 Abstract Features) 194.4 218 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 320.82 218 T( 46) 514.5 218 T(3.1.3 The Strength of Reproduction) 162 202 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 338.81 202 T( 50) 514.5 202 T(3.2 Emer) 140.4 186 T(gent Intelligence) 187.15 186 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 272.85 186 T( 51) 514.5 186 T(3.2.1 Emer) 162 172 T(gence and Emer) 217.74 172 T(gent Computation) 294.79 172 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 386.79 172 T( 51) 514.5 172 T(3.2.1.1 Emer) 194.4 156 T(gence and Emer) 259.14 156 T(gent Properties) 336.19 156 T(. . . . . . . . . . . . . . . . .) 413.77 156 T( 53) 514.5 156 T(3.2.1.2 Emer) 194.4 140 T(gent Computation) 259.14 140 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 350.81 140 T( 55) 514.5 140 T(3.2.2 Emer) 162 124 T(gent Intelligence: The V) 217.74 124 T(ery Idea) 333.33 124 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 377.79 124 T( 56) 514.5 124 T(3.2.2.1 Necessity of Interaction with the T) 194.4 108 T(ask Environment) 399.42 108 T(. . . . .) 485.73 108 T( 57) 514.5 108 TFMENDPAGE%%EndPage: "vii" 10%%Page: "viii" 10612 792 0 FMBEGINPAGE108 72 540 81 R7 X0 KV0 12 Q0 X(viii) 316 73 T108 90 540 648 R7 XV0 X(3.2.2.2 T) 194.4 640 T(ask-Speci\336c vs Representation-Speci\336c Knowledge) 239.87 640 T(. . . .) 491.73 640 T( 57) 514.5 640 T(3.2.2.3 The Role of the Observer in Emer) 194.4 624 T(gent Intelligence) 396.37 624 T(. . . . . .) 479.74 624 T( 57) 514.5 624 T(3.2.2.4 Non-referential Symbols and Representations) 194.4 608 T(. . . . . . . . . .) 455.75 608 T( 58) 514.5 608 T(3.2.2.5 A Comparison Between EI and AI) 194.4 592 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 404.78 592 T( 58) 514.5 592 T(3.2.3 Review of Related Approaches) 162 576 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 344.81 576 T( 60) 514.5 576 T(3.2.3.1 Society of Mind) 194.4 560 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 314.83 560 T( 60) 514.5 560 T(3.2.3.2 Embodiment) 194.4 544 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 299.83 544 T( 60) 514.5 544 T(3.2.3.3 Situated Action) 194.4 528 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 311.83 528 T( 61) 514.5 528 T(3.3 Innate Emer) 140.4 512 T(gent Intelligence in Genetic Programming) 220.12 512 T(. . . . . . . . . . . . . . .) 425.77 512 T( 62) 514.5 512 T(3.3.1 Emer) 162 498 T(gence of Introns) 217.74 498 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 299.83 498 T( 62) 514.5 498 T(3.3.2 Emer) 162 482 T(gent Diploidy and Dominance) 217.74 482 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 365.8 482 T( 63) 514.5 482 T(3.4 Demonstrations of Emer) 140.4 466 T(gent Intelligence) 279.09 466 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 362.8 466 T( 64) 514.5 466 T2 F(IV) 115.74 442 T(THE EMERGENCE OF T) 140.4 442 T(ASK-SPECIFIC STRUCTURES) 277.12 442 T(. . . . . . . . . . .) 449.75 442 T( 65) 514.5 442 T0 F(4.1 Connectionist Architectures) 140.4 420 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 299.83 420 T( 65) 514.5 420 T(4.2 The Complete Network Induction Problem) 140.4 406 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 371.8 406 T( 68) 514.5 406 T(4.3 Evolving Connectionist Networks) 140.4 392 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 329.82 392 T( 69) 514.5 392 T(4.3.1 Evolving Networks with Genetic Algorithms) 162 378 T(. . . . . . . . . . . . . . . . .) 413.77 378 T( 69) 514.5 378 T(4.3.2 Network Induction with Evolutionary Programming) 162 362 T( . . . . . . . . . . .) 446.75 362 T( 73) 514.5 362 T(4.4 The GNARL Algorithm) 140.4 346 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 281.85 346 T( 75) 514.5 346 T(4.4.1 Selection, Reproduction and Mutation of Networks) 162 332 T(. . . . . . . . . . . .) 443.76 332 T( 76) 514.5 332 T(4.4.1.1 Severity of Mutations) 194.4 316 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 341.81 316 T( 78) 514.5 316 T(4.4.1.2 Parametric Mutation of Networks) 194.4 300 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 398.78 300 T( 78) 514.5 300 T(4.4.1.3 Structural Mutation of Networks) 194.4 284 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 395.78 284 T( 79) 514.5 284 T(4.4.2 Fitness of a Network) 162 268 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 296.84 268 T( 80) 514.5 268 T(4.5 Experiments.) 140.4 252 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 230.87 252 T( 81) 514.5 252 T(4.5.1 Inducing Regular Languages) 162 238 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 335.82 238 T( 81) 514.5 238 T(4.5.2 The Ant Problem) 162 222 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 278.85 222 T( 86) 514.5 222 T(4.6 Discussion) 140.4 206 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 218.88 206 T( 94) 514.5 206 T(4.7 Conclusion) 140.4 192 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 221.88 192 T( 95) 514.5 192 T2 F(V) 118.07 168 T(THE EMERGENCE OF T) 140.4 168 T(ASK-DIRECTED COMPONENT) 277.12 168 T(MANIPULA) 140.4 156 T(TION) 205.46 156 T( . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 242.87 156 T( 96) 514.5 156 T0 F(5.1 Evolving Finite State Machines) 140.4 134 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 317.83 134 T( 96) 514.5 134 T(5.2 Freezing and Unfreezing Representational Components) 140.4 120 T(. . . . . . . . . . . . . .) 431.76 120 T( 98) 514.5 120 T(5.3 Experiments) 140.4 106 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 227.88 106 T( 99) 514.5 106 TFMENDPAGE%%EndPage: "viii" 11%%Page: "ix" 11612 792 0 FMBEGINPAGE108 72 540 81 R7 X0 KV0 12 Q0 X(ix) 319.33 73 T108 90 540 648 R7 XV0 X(5.4 Results and Discussion) 140.4 640 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 275.85 640 T( 100) 511.51 640 T(5.5 Conclusion) 140.4 626 T(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .) 221.88 626 T( 103) 511.51 626 T2 F(VI) 115.74 602 T(THE EMERGENCE OF MODULAR SOLUTIONS AND HIGH-LEVEL) 140.4 602 T
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