Simulation adaptiver Agenten mittels lernender Klassifizierersysteme (PDF)

Inhaltsangabe:Einleitung:
Klassifizierersysteme sind lernende Systeme, die eine Menge von internen Strukturen hinsichtlich der Anforderungen des Umsystems zielgerichtet manipulieren. Traditionell wurden Klassifizierersysteme, die maschinelle Lernalgorithmen verwenden, als ¿lernende Klassifizierersysteme¿ (Learning Classifier Systems) bezeichnet, um sie von solchen zu unterscheiden, die ¿ ähnlich einem Expertensystem ¿ nur durch manuelle Programmierung sinnvolle Ausgaben liefern können. Dieser Konvention wird in der zugrundeliegenden Arbeit nicht gefolgt. Statt dessen wird der Terminus ¿Klassifizierersystem¿ vereinfachend für die Originalbezeichnung ¿Learning Classifier System¿ gebraucht.
Die theoretische Grundlage der Klassifizierersysteme bildet die Theorie kognitiver Landkarten (cognitive maps) aus der Psychologie. Nach MICHAEL G. WESSELLS besteht das Organisationsprinzip, nach dem der Mensch seine Begriffswelt ordnet, in der Kategorisierung des eintreffenden Informationsstromes. Dem Prozeß der Kategorienbildung liegen Generalisierungs- und Differenzierungsvorgänge zugrunde. Dabei werden unterschiedliche Objekte als Elemente einer Kategorie erkannt, wenn sie gemeinsame Merkmale aufweisen. Von irrelevanten Unterschieden zwischen den Objekten wird durch Generalisierung abgesehen. In Klassifizierersystemen werden diese Kategorien durch Klassifizierer modelliert. Klassifizierer sind Regeln mit einem Gültigkeitsbereich, der sich mit denen anderer Klassifizierer überlappen kann, so daß im konkreten Fall zwischen allgemeinen und situations-spezifischen Regeln entschieden werden muß.
Das Prinzip der Wissensaquisition in Klassifizierersystemen wird als ¿verstärkendes Lernen¿ (reinforcement learning) bezeichnet. Das System benötigt zum Lernen keine Vorgaben im Sinne von korrekten Aktionen als Reaktion auf eine vorliegende Situation. Statt dessen ist lediglich ein Feedback in der Form eines einzelnen Parameters notwendig. Die Klassifizierer werden durch Induktionsmechanismen erlernt und können laufend verändert werden, ohne die Systemleistung zu beeinträchtigen. Jeder Klassifizierer stellt eine situationsabhängige Erwartung hinsichtlich zukünftiger Ereignisse dar. Somit bildet sich im System ein Modell der Umwelt, welches den Änderungen der Umwelt laufend angepaßt wird. Diese Eigenschaften und die Problemunabhängigkeit des Lernmechanismus haben Wirtschaftswissenschaftler dazu veranlaßt, den homo oeconomicus neoklassischer Modelle durch adaptive [...]