I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io n  ( I J RA)   Vo l.  13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   4 0 1 ~ 4 0 9   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 13 i 4 . pp 4 0 1 - 409           401       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   Integ ra ting a rtifi cia l immune sy ste ms  and  multi - la y er  percept ro n - bio g e o g ra phy - ba sed o ptimiza tion  for  enh a nced  inv erse kinema ti c s in robo tic  a rm       Am el  Sera t 1 ,   B a chir  Dj ebba r 2   1 F a c u l t é   d e s   S c i e n c e s   e t   d e   l a   Te c h n o l o g i e ,   U n i v e r si t é   M u st a p h a   S t a mb o u l i   M a s c a r a ,   M a sc a r a ,   A l g é r i e   2 F a c u l t é   d e   M a t h é m a t i q u e   e t   I n f o r ma t i q u e ,   U n i v e r si t é   d e s Sc i e n c e s e t   d e   l a   Te c h n o l o g i e   d ’ O r a n   M o h a m e d   B o u d i a f ,   O r a n ,   A l g é r i e       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   1 3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   2 0 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   2 7 ,   2 0 2 4       De term in in g   re q u ired   jo i n t  a n g les   to   a c h iev e   a   d e sire d   p o sit io n   in   a   m a n ip u lat o r ’ s  a rm   is   a   c o m p li c a ted   p r o b lem   wit h o u t   sim p le  a n a ly ti c a l   so lu ti o n s.  T h is  p a p e r  re se a rc h e s   se v e ra l  c o m p u tatio n a l  m e th o d s   b a se d   o n   a rti ficia l  in telli g e n c e   (AI)  fo r  c a lcu latin g   th e   j o in t  p o si ti o n s  o f  t h e   6 - DO F   ro b o ti c   a rm .   We  c a n   e x trap o late   re lev a n c e ,   fo r   e x a m p le,   to   t h e   c r u c ial  ro le  th a t  ro b o ti c   m a n ip u lato r   a rm s  p l a y   in   in d u strial  a n d   m e d ica l  a p p li c a ti o n s,  wh e re   e n h a n c e d   p re c isio n   a n d   m o v e m e n t  e fficie n c y   m a y   sh a rp ly   b o o st   p e rfo rm a n c e   a n d   e x p a n d   a p p li c a b il it y .   He re ,   we   in v e stig a te  t h e   e ff e c ti v e n e ss   o f  m e th o d s,  su c h   a s  th e   a rti fici a l  imm u n e   sy ste m   (AIS)   a n d   m u lt i - lay e r   p e rc e p tro n - b io g e o g ra p h y - b a se d   o p ti m iza ti o n   (M L P - BBO).  T h o se   AI - d riv e n  m e th o d s  h a v e   b e e n   a p p li e d   to   d e term in e   jo in t  a n g les   f o r  re a c h in g   d e sire d   p o siti o n s  t h ro u g h   sim u lati o n s  fo r   th e   ro b o ti c   a rm .   Th e   re su lt s  sh o w  th a t  th e   AIS  a n d   M L P - BBO  a p p r o a c h   c a n   h a n d le  th e   in tri n sic   c o m p le x i ti e s  o f  th e   tas k ,   th u s  tes ti f y in g   t o   t h e   p ra c ti c a b il it y   a n d   d e p e n d a b i li ty   o f   t h e se   two   m e th o d s  in   t h is  a p p li c a ti o n .   F ro m   th e   fin d in g s  in   t h e   stu d y ,   it   wa s  in d ica ted   th a t  AI - d ri v e n   tec h n i q u e s  c a n   e ffe c ti v e ly   a n sw e r  t h e   c o m p le x   p r o b lem   o f  t h e   ro b o ti c   m a n ip u lato r   a rm   in   fi n d i n g   jo in t  a n g les .   K ey w o r d s :   6 - DOF   Ar tific ial  im m u n e  s y s tem   Ar tific ial  in tellig en ce - d r iv en   m eth o d s   I n v er s e  k in e m atics   Mu lti - lay er   p er ce p tr o n - b io g eo g r ap h y - b ased   o p tim izatio n   R o b o tic  ar m   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Am el  Ser at   Facu lté  d es Scien ce s   et  d e  la  T ec h n o lo g ie,   Un iv er s ité  Mu s tap h a  Stam b o u li M ascar a  –   UM SM   Ma s ca r a,   Alg ér ie   E m ail: a . s er at@ u n iv - m ascar a. d z;  s er r at_ am el@ y ah o o . f r       1.   I NT RO D UCT I O N   I n v er s e  k in em atics   ( I K)   h as  m ad e  a  m ar k e d   ad v a n ce   in   th e  f ield   o f   r o b o tics   with   th e  co m b in atio n   o f   m an y   t y p es  o f   co m p u tatio n al   m eth o d o l o g ies  in to   th e  I K  h u r d le.   T h e   in v e r s e  k in em atics  is   a  v er y   f u n d am e n tal  p ar t  o f   r o b o tic  m o tio n   p lan n in g   wh ich   d ea ls   with   b ein g   ab le  to   f in d   th e  jo in t m o v em en ts   th at  r esu lt  in   an   e n d - ef f ec to r   p o s itio n   o f   th e   r o b o t  [ 1 ] .   Old er   tec h n iq u es  f ac e d   p r o b lem s   o f   r e d u n d an cy   a n d   co n v er g en ce   i n   co m p lex   r o b o tic  s y s tem s .   E ar ly   in n o v ativ e  r esear ch   [ 1 ] ,   [ 2 ]   d is cu s s ed   f u zz y   l o g ic  tech n iq u es  as  th e  f ir s t  t o   p io n ee r   th e  r ef in e m en t  o f   I K  s o lu tio n s   an d   to   en h an ce   co n v er g e n ce   in   r ed u n d an t  r o b o t  wo r k s p ac es.   Acc o r d in g ly ,   th e  ap p r o ac h   lai d   d o wn   th e  b ases   f o r   w o r k   th a t  ca n   b e   im p r o v ed   u p o n   in   th e  f u tu r e.   B u ild in g   o n   th ese  b asics ,   Mo m an i  et  a l .  [ 3 ]   ex p a n d ed   t h e  f r o n tier   b y   r esear ch in g   tr ad itio n al  a n d   co n tin u o u s   g en etic  alg o r ith m s   th at  o f f er   m u c h   f a s ter   r ates  o f   co n v er g en ce   f o r   th e  o p tim izatio n   o f   I K  p r o b le m s   in   3 - DOF  r o b o t  ar m s .   On   th e  o th er   h an d ,   n eu r al  n etwo r k s   h av e  b ee n   em p lo y ed   f o r   I K  r eso lu tio n   u s in g   C ar tesi an   tr ajec to r ies.   Du k a  [ 4 ]   u s ed   n eu r al  n etw s o r k s   f o r   th e  I K  r eso lu tio n   in   3 - DOF  r o b o ts .   I n   th is   wo r k ,   s o lu tio n s   wer e   ac cu r ately   cr ea ted   b y   3 - DOF  r o b o ts   u s in g   C ar tesi an   tr ajec t o r ies.  On   th e  o th er   h an d ,   T a k atan i  et  a l .  [ 5 ]   an d   Hab ib k h ah   an d   Ma y o r g a   [ 6 ]   p r o p o s ed   a  n ew  n e u r al  n et wo r k   ar ch itectu r e  s p ec ially   d esig n ed   f o r   3 - DOF   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   40 1 - 4 0 9   402   r ed u n d an t  r o b o ts .   T h is   ex p e r im en tal  s etu p   d em o n s tr ates  a  h ig h ly   ef f icien t  way   o f   le ar n in g   b ec a u s e  o f   h y b r id izatio n   an d   d ata - d r iv e n   s y n th esis .   T h er ef o r e,   th e   lea r n in g   p er f o r m an ce   is   im p r ess iv e.   T h ese  ef f o r ts   d em o n s tr ate  a  ch an g e  in   th e  a p p licatio n   o f   co m p u tatio n al  m eth o d o l o g ies  with   r o b o tic  k in em atics,  m ak in g   a  n ew  er a  o f   ef f ec tiv en ess   an d   p r ec is en ess   in   r o b o t  m an ip u la tio n s .   T ab le  1   s h o ws  a  s u m m ar y   o f   s o m e  o f   th e   p io n ee r in g   r esear c h   co n d u cte d   in   th e   f ield   o f   r o b o tics ,   f o c u s in g   o n   a d v an ce m en ts   u s ed   t o   s o lv e  I K   p r o b lem s .   E ac h   en tr y   lis ts   lead in g   wo r k   wh er e  r esear ch er s   h av e  a p p lie d   v ar ied   co m p u tatio n al  m eth o d o lo g ies  to   f u r th er   I K  s o lu tio n s .       T ab le  1 .   Ov e r v iew  o f   c o m p u tatio n al  m eth o d s   in   r o b o tics   M e t h o d   A u t h o r s   Y e a r   F u z z y   l o g i c   t e c h n i q u e   A g g o g e r i   e t   a l .   [ 2 ]   2 0 1 5   G e n e t i c   a l g o r i t h ms ( G A )   M o ma n i   e t   a l .   [ 3 ]   2 0 1 6   F e e d - f o r w a r d   n e u r a l   n e t w o r k   D u k a   [ 4 ]   2 0 1 4   N e u r a l   n e t w o r k   st r u c t u r e   Ta k a t a n i   e t   a l .   [ 5 ]   2 0 1 9   N o n - c o n v e n t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   a n d   v i r t u a l   v e c t o r   f u n c t i o n   me t h o d   H a b i b k h a h   a n d   M a y o r g a   [ 6 ]   2 0 2 1   Le a s t   s q u a r e s (LS ) ,   R e c u r si v e   l e a st   sq u a r e   ( R LS) ,   a n d   P a r t i c l e   sw a r m  o p t i m i z a t i o n   (PSO)   B a t i st a   e t   a l .   [ 7 ]   2 0 2 0   A r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k s   ( A N N s)   S a n t o s   e t   a l .   [ 8 ]   2 0 2 2   C o m b i n a t i o n   o f   g e n e t i c   a l g o r i t h ms a n d   n e u r a l   n e t w o r k s   K h a l e e l   [ 9 ]   2 0 1 8   P a r t i c l e   sw a r m  o p t i mi z a t i o n   (PSO)   H a ssan   e t   a l .   [ 1 0 ]   2 0 2 2       T h is   p ap er   i n tr o d u ce s   n o v el  ap p r o ac h es  in   th e   d o m ai n   o f   I K  f o r   r o b o tics ,   aim in g   to   e n h an ce   t h e   r o b u s tn ess   an d   ad ap tab ilit y   o f   r o b o tic  s y s tem s   ac r o s s   v ar io u s   en v ir o n m en ts .   T h ese  ap p r o a ch es  m ar k   an o th er   s ig n if ican t  s tep   f o r wa r d   in   th e  f ield ’ s   ev o l u tio n .   Alo n g s id e   estab lis h ed   m eth o d o lo g ies  li k e  f u zz y   lo g ic   [ 2 ] ,  in n o v ativ e  s tr ateg ies  b ased   o n   PS O  [ 7 ] ,   [ 1 0 ]   an d   ANN   [ 8 ] ,   [ 9 ]   h a v e  em er g e d   as  p r o m is in g   av en u es  f o r   en h an cin g   I K  r eso lu tio n .   W e  p r o p o s e  th e  u s e  o f   t h e  ar tific ial  im m u n e  s y s tem ,   in s p ir ed   b y   th e  h u m an   im m u n e   s y s tem ’ s  ad ap tiv e  an d   lear n in g   ca p a b ilit ies,  alo n g   with   m u lti - lay er   p er ce p tr o n - b i o g eo g r ap h y - b ased   o p tim izatio n   ( ML P - B B O) .   T h ese  m eth o d s   p r o v i d e  a  u n iq u e  f r am ewo r k   f o r   o p tim izin g   I K  s o lu tio n s ,   m ar k in g   a n o th er   s ig n if ican t step   f o r war d   in   th e  ev o lu tio n   o f   th e  f ield .   T h e  o b j ec tiv e  o f   th is   s tu d y   is   to   d em o n s tr ate  th e  ef f icac y   o f   th ese  ap p r o ac h es  in   im p r o v in g   I K  r eso lu tio n ,   th u s   co n t r ib u tin g   to   t h e  o n g o in g   ad v a n ce m en ts   in   r o b o tic  m an ip u latio n s .   T h e  co n tr i b u tio n s   o f   th is   m an u s cr ip t a r e  as f o llo ws .   −   I n tr o d u ctio n   o f   th e  a r tific ial  im m u n e   s y s tem :  T h is   n o v el  a p p r o ac h   f o r   I K  r eso lu tio n   lev er ag es  ad ap tiv e   an d   lear n in g   ca p a b ilit ies to   en h an ce   p er f o r m a n ce .   −   Dev elo p m en t  o f   th e  ML P - B B O  f r am ewo r k :  T h is   co m b i n es  n eu r al  n etwo r k s   with   b i o g eo g r ap h y - b ased   o p tim izatio n ,   im p r o v i n g   th e  r o b u s tn ess   an d   ad ap tab ilit y   o f   I K  s o lu tio n s .   −   C o m p r eh en s iv e   e v alu atio n :   T h e  m eth o d s   a r e  e v alu ated   o n   th e   6 - DOF  R o b o t  ar m ,   d em o n s tr atin g   s ig n if ican t im p r o v em en ts   in   c o n v er g en ce   s p ee d ,   p r ec is io n ,   a n d   co m p u tatio n al  ef f icien cy .   B y   ad d r ess in g   th ese  n o v el  asp ec ts ,   th is   p ap er   aim s   to   s et  a  n ew  b en ch m a r k   in   th e  f ield   o f   r o b o tic  in v er s e   k in em atics,  o f f er in g   p r ac tical  s o lu tio n s   to   ex is tin g   ch allen g e s   an d   p av in g   th e  way   f o r   m o r e  ad v an ce d   r o b o tic  ap p licatio n s   [ 1 ] – [ 1 3 ] .   T h e   s u b s e q u e n t   s e c ti o n s   o f   t h e  p a p e r   a r e   s t r u c t u r e d   as   f o l l o ws :   t h e   s e c o n d   s e c t i o n   p r es e n t s   th e   P U MA   5 6 0   r o b o t   a r m .   T h e   t h i r d   a n d   f o u r t h   s e c t i o n s   d el v e   i n t o   t h e   a r t i f i ci a l   i m m u n e   s y s te m   ( AI S )   a n d   m u l t i - l a y e r   p e r c e p t r o n   ( M L P )   t r a i n e d   b y   B B O ,   r es p e c ti v e l y ,   el u c i d a ti n g   t h e i r   a p p li c a t i o n   i n   t h is   s t u d y .   T h e   f i f t h   s e c ti o n   s h o w c as e s   c o m p u t at i o n a l   r esu l t s   d e r i v e d   f r o m   t h e   p r o p o s e d   m e t h o d o l o g i e s ,   p r o v i d i n g   i n s i g h ts   i n t o   t h ei r   e f f i c a c y   a n d   p e r f o r m a n c e .   F i n a l l y ,   t h e   p a p e r   c o n c l u d e s   by   s u m m a r i z i n g   c o n c l u s i o n s   a n d   f u t u r e   p e r s p e c t i v es ,   o u t l i n i n g   k e y   f i n d i n g s ,   a n d   s u g g e s t i n g   p o t e n ti a l   a v e n u es   f o r   f u r t h e r   e x p l o r a t i o n   a n d   d e v e l o p m e n t .       2.   P UM A  5 6 0   RO B O T   ARM   A  r o b o tic  s y s tem   wo r k s   as   a  clo s ed - lo o p ,   with   its   co m p o n e n ts   ( m ec h an ical,   elec tr o n ics,  an d   co m p u ter   alg o r ith m s )   wo r k in g   with   ea ch   o th er   to   co llect  an d   r u n   c o m m an d s   ag ain   an d   ag ain .   First,  th e  r o b o t ’ s   c o m p u te r   in ter p r ets  i n f o r m atio n   co llected   f r o m   th e  en v ir o n m en t   th r o u g h   s en s o r s .   T h en ,   d ed icate d   m eth o d s   u s e  th e  co llected   d ata  to   co n tr o l  co m m an d s   to   b e  s en t  to   m o to r s   [ 1 4 ] .   T h ese  co m m an d s   th en   in s tr u ct  th e  m ec h an ical  co m p o n e n ts   to   ca r r y   o u t  th e  task s .   C o n tin u o u s   m o n ito r in g   d u r in g   o p e r a tio n s   is   ess en tia l  to   co r r ec t a n y   m o v em en t e r r o r s   a n d   en s u r e  task s   ar e  p er f o r m ed   ac cu r ately .   I n   r o b o tics ,   th e  r an g e  o f   m o ti o n   o f   a  m a n ip u lato r   ar m   is   k n o wn   as  its   wo r k s p ac e .   T h e  m an ip u lato r   ar m   is   ty p ically   m o u n ted   o n   a  f ix ed   b ase,   wh ic h   ca n   b e  th e  f lo o r ,   ce ilin g ,   o r   a  s p ec ial  p latf o r m   s u ch   as  an   o p er atin g   tab le.   I t  is   a  s er ies   o f   jo in ts   an d   lin k s   co n n ec ted   to   a  b ase.   T h e  en d - ef f ec t o r ,   lo ca ted   at  th e  f in al  lin k   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         I n teg r a tin g   a r tifi cia l imm u n e  s ystem s   a n d   mu lti - la ye r   p ercep tr o n - b io g e o g r a p h y - b a s ed   …   ( A mel  S era t )   403   as  s h o wn   in   Fig u r e   1 ,   is   th e  to o l  t h at  th e   r o b o t  u s es  wh en   p e r f o r m in g   task s   [ 1 5 ] .   Dep en d i n g   o n   th e   ap p licatio n ,   th is   en d - ef f ec to r   c o u ld   b e   a  n ee d le,   g r asp er ,   s ca lp el,   o r   a n o th er   im p lem en t.           Fig u r e  1 .   PUMA5 6 0   ar m       I n   th is   p ap er ,   we   f o cu s   o n   th e   PUMA5 6 0   [ 1 6 ]   m o d el,   s h o wn   in   Fig u r e  1 ,   a  r o b o tic   ar m   with   s ix   j o in t   an g les  lab eled   Q 1 ,   Q 2 ,   Q 3 ,   . . . ,   Q 6 .   Ou r   m ain   g o al   is   to   d eter m in e  th ese  a n g les  to   r ea ch   a   tar g et  p o s itio n   in   C ar tesi an   s p ac e.   B elo w  we  g i v e  a  s im p lifie d   m ath em atica l  p r o ce s s   u s ed   to   s o lv e  th is   p r o b lem .   I n p u t: T ar g et  p o s itio n   ( M)   Ou tp u t: Jo in t a n g le  p ar am eter s   ( Q)   Pro ce d u r e:   −   Def in e  Q  as th e  v ec to r   o f   m o d el  p ar am eter s : Q   =  ( Q 1 , Q 2 , Q 3 , ..., Q 6 ).   −   So lv e  f o r   Q  s u c h   th at  f ( Q)   -   M   =  0 .   T h e  s o lu tio n   r eq u ir es  o p tim iz in g   n o r m   | | f ( Q)   -   M| | ,   wh ich   lan d s   u p   t h e  en d - ef f ec to r   in   t h e  d esire d   p o s itio n .   T h is   m u s t  b e  with   a cc u r ate  p r ec is io n .   T h is   p r o ce s s   is   cr u cial  to   th e   PUMA5 6 0   r o b o t   an d   an y   o th er   r o b o t,  e n ab lin g   th em   to   p er f o r m   its   task s   ac cu r ately   an d   ef f e ctiv ely .       3.   ARTI F I CI AL   I M M UN E   SY ST E M   T h e  AI S  is   a  co m p u tatio n al  m o d el  in s p ir ed   b y   th e  co m p le x ity   o f   m am m alian   im m u n e  s y s tem s .   T h is   in ter d is cip lin ar y   f ield ,   o f te n   ca lled   co m p u tatio n al  im m u n o lo g y ,   is   r a p id ly   g r o win g .   AI S   p r o v id es   im m u n o lo g is ts   with   a  p o wer f u l  to o l  f o r   e x p lo r ato r y ,   ex p er i m en tal,   an d   p r e d ictiv e  task s   t h at  ar e  c u m b er s o m e   o r   im p r ac tical  with   tr a d itio n al  lab o r ato r y   m eth o d s .   T h e  m ain   p u r p o s e   o f   AI S   is   to   d ev elo p   co m p u tatio n al   s y s tem s   th at  m im ic  v ar io u s   f u n ctio n s   o f   m am m alian   im m u n e  s y s tem s ,   wh ich   p r o tect  th e  b o d y   ag ain s t  f o r eig n   an tig en s   b y   d is tin g u i s h in g   two   en titi es:   s elf   an d   n o n - s elf .   T h ese  s y s tem s   len d   a  h an d   t o   r esear ch er s   g ain   n ew  in s ig h ts   in to   co m p l ex   im m u n o lo g ical  p h en o m en a  t h at  m ig h t  b e   d if f icu lt  to   i n ter p r et   o th er wis e  [ 1 7 ] .   E n clo s ed   b y   AI S,  n u m er o u s   m eth o d s   h a v e   b ee n   d ev elo p ed   to   m o d el  d if f er en t  m am m alian   im m u n e  f u n ctio n   s id es.  No tab le  ex am p l es  in clu d e  th e  th r ee   m ain   co n ce p ts   o f   im m u n e  f u n ctio n :   n eg ativ e   s elec tio n ,   im m u n e  n etwo r k ,   an d   clo n al   s elec tio n   wer e   d is cu s s ed   in   [ 1 8 ] .   Un d er s tan d in g   th e  co m p lex   p r o ce s s es  o f   th e  h u m a n   im m u n e  s y s tem   ex p o s es  a  s o p h is ticated   co n n ec tio n   am o n g   m a n y   ty p es  o f   im m u n ity .   W e  ad d r ess   h o w  th ese  id ea s   af f ec t   o u r   co m p u tatio n al   ap p r o ac h es  in   th e  s ec tio n   th at  f o llo ws  o n   th e  s ig n if ica n t  v ar iatio n s   an d   lin k s   am o n g   in n ate  im m u n ity ,   ad ap tiv e  im m u n ity ,   an d   clo n al   s elec tio n .   L ik e   a  m icr o b io lo g is t,  in n ate  im m u n ity ,   also   k n o wn   as  n o n - s p ec if ic   im m u n ity ,   is   th e  p r im ar y   d ef e n s iv e  m ec h an is m   th e  b o d y   u s es  ag ain s t  o u ts id e  in tr u d er s .   Natu r al  an d   p r esen t   f r o m   b i r th ,   th is   im m u n e  r esp o n s e  p r o v id es  g en er al  d ef en s e  a g ain s t m an y   d i f f er en t illn ess es a n d   an tig e n s   [ 1 7 ] .   A  f u n d am en tal  p ar t  o f   th e   im m u n e  s y s tem ,   ad a p tiv e  im m u n ity   also   k n o wn   as  ac q u ir ed   o r   p ar ticu lar   im m u n ity   ca n   i d en tify   a n d   d estro y   ce r tain   f o r eig n   p ath o g en s   an d   ch em icals,  s u ch   as  an tib o d ies.  Un lik e  n atu r al  im m u n ity ,   a d ap tiv e  i m m u n ity   d ev elo p s   o v er   tim e   b y   e x p o s u r e   to   a n tig en s ,   th er ef o r e  p r o d u cin g   a   tailo r ed   d ef en s e  m ec h an is m   a g ain s t  p ar ticu lar   th r ea ts   [ 1 7 ] ,   [ 1 9 ] .     I t  is   in ter esti n g   th at  ac q u ir ed   im m u n ity   d o es  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   40 1 - 4 0 9   404   n o t  o p er ate   alo n e   b u t   r ath er   to g eth e r   with   n atu r al   im m u n ity   to   ef f icien tly   id en tif y   a n d   d estro y   f o r ei g n   in v ad er s ,   h e n ce   s tr ess in g   th e  c o m p lex   in ter ac ti o n s   am o n g   v a r io u s   p ar ts   o f   t h e  im m u n e  s y s tem   [ 1 7 ] .   T h e  p r in cip le  o f   clo n al  s elec tio n   elu cid ates  th e   f u n d am e n tal  m ec h an is m s   g o v er n in g   th e  im m u n e   r esp o n s e  to   a n tig en ic  s tim u li.   I t  s u g g ests   th at  o n l y   ce lls   ab l e  to   id en tif y   th e   an tig en   p r o life r ate;  th o s e  u n a b le   o f   th is   id en tific atio n   a r e  k illed   [ 1 7 ] .   T h is   p er s p ec tiv e  c o v er s   m an y   im p o r tan t p o in ts   [ 2 0 ] .   −   L y m p h o cy tes  n ewly   g en e r ated   an d   b ea r in g   s elf - r ea ctiv e   r ec ep to r s   ar e  elim in ated   f r o m   th e  im m u n e   r esp o n s e;  n ewly   g en er ated   ce l ls   ar e  clo n es o f   th eir   p ar en t c ells   an d   u n d er g o   a  m u tatio n   p r o ce s s   m ar k ed   b y   h ig h   r ates o f   s o m atic  h y p er m u tatio n .   −   Ma tu r e  ce lls   p r o life r ate  an d   d i f f er en tiate  u p o n   e n co u n ter in g   an tig en s .   I n s p ir ed   b y   th e   clo n al   s elec tio n   p r in cip le,   th e   m eth o d   c o v er ed   in   th is   b o o k   r ef lects  th e   s elec tiv e  p r o life r atio n   o f   an tib o d ies  wit h   m ax im u m   af f i n ity   f o r   an tig en s .   Ou r   m eth o d   is   b ased   o n   th is   o n e  an d   tr ies  to   ap p r o x im ate  a   g iv en   f u n ctio n   [ 2 0 ] .   I n s p ir ed   b y   im m u n e  s y s tem   d y n am ics  [ 1 7 ] – [ 2 0 ] ,   th e   f r am ewo r k   o f   th e   alg o r ith m   is   s h o w n   in   Fig u r e  2   s h o win g   h o w   th e  id ea s   o f   c lo n al  s elec tio n   m a y   b e   u s ed   t o   b u ild   an   ef f icien t   f u n ctio n   a p p r o x im atio n   tech n i q u e,   th er e f o r e  p r o v id in g   a  s tr u ctu r ed   p r o b lem - s o l v in g   s tr ateg y .           Fig u r e  2 .   C lo n al  s elec tio n   p r o ce s s       4.   B I O G E O G RAP H Y - B AS E D   O P T I M I Z A T I O N   I n s p ir ed   b y   b io g eo g r ap h ic  in v esti g atio n s ,   Simo n   [ 2 1 ]   in tr o d u ce s   th e  B B O   wh ich   o f f er s   a  n o v el  ap p r o ac h   to   m ax im izin g   d i f f er en t  s y s tem s .  Or ig in ally   f r o m   ec o lo g y ,   wh er e  it  aim s   to   g r asp   s p ec ies   d is tr ib u tio n   in   th e  b io s p h er e,   B B O  ad d r ess e s   o p tim izatio n   is s u es  u s in g   id ea s   o f   m ig r atio n   an d   em i g r atio n   am o n g   is lan d s .   Un d er   t h is   p ar ad ig m ,   ev er y   is lan d   s tan d s   f o r   a   g r o u p   o f   ec o s y s tem s ,   ea ch   s p ec if ied   b y   n u m er o u s   im p o r ta n t c r iter ia   [ 2 2 ] .    A  f u n d a m en tal  id ea   in   B B O  is   th e  h ab itat  s u itab ilit y   in d ex   ( HSI ) ,   wh ich   g au g es  a   h ab itat ’ s   s p ec ies - attr ac tiv e  q u ality   [ 2 1 ] .  Hig h   HSI   h ab itats   ar e  s ee n   as  m o r e  s u itab le  an d   b en ef icial,   im p ly in g   a  s ig n if ican t   in clin atio n   o f   o th e r   s p ec ies  to   r elo ca te  th er e.   Dif f er e n t  s u itab ilit y   in d ex   v ar iab les  ( SIV ) ,   in clu d in g   s u r f ac e   ar ea ,   tem p e r atu r e   [ 2 2 ] ,  an d   p lan t  v a r iety ,   h elp   o n e   to   e v alu ate  its   ap p ea l.  Fu r th er m o r e,   c o n n ec te d   to   a   h ab itat ’ s   HSI   is   its   s p ec ie s   co u n t;  h ig h er   HSI   en v ir o n m en ts   u s u ally   s u p p o r t  m o r e  s p ec ies.  B ec au s e  o f   s atu r atio n ,   wh ich   co n tr o ls   th e  m ig r ato r y   f lo w,   h ab itats   with   h ig h   HSI   also   e x h ib it g r ea ter   em ig r atio n   r ates  b u t   lo wer   im m ig r atio n   r ates   [ 2 1 ] ,   [ 2 2 ]   as m e n tio n   in   T ab le  2 .   I n clu d in g   cr iter ia  o f   h ab itat  ap p r o p r iaten ess ,   s p ec ies  r ich n ess ,   m ig r ato r y   p atter n s ,   an d   ec o lo g ical   b alan ce ,   T a b le  2   o f f e r s   a  s u c cin ct  s u m m ar y   o f   th e  m ai n   t r aits   ch ar ac ter izin g   ea c h   h a b i tat  u n d er   th e  B B O   f r am ewo r k .   T h o u g h   m u tatio n   an d   elitis m   ar e   n o t   alwa y s   n ec ess ar y ,   t h e  B B O  m eth o d   co n s is ts   o f   th r e e   p r im ar y   p h ases :  m ig r atio n ,   m u tatio n ,   an d   elitis m   [ 2 1 ] – [ 2 4 ] .   Hab itat  s elec tio n   d u r in g   m i g r atio n   is   b ased   o n   p r ed ef in e d   p r o b ab ilit y ;  s u itab ilit y   in d ex   v ar ia b les  ( SIV s )   a r e  tr ad e d   ac r o s s   ch o s en   h a b itats .   T h is   iter ativ e   p r o ce s s   g o es  o n   u n til  co n v er g en ce   is   attain ed ,   th er e b y   im p r o v in g   th e  s y s tem   in   lin e  with   b io g eo g r ap h ic   co n ce p ts   [ 2 3 ] .   Star tin g   with   p a r am eter   s ettin g   an d   th e   b u ild in g   o f   a   s o lu tio n   p o p u latio n ,   th e  o p tim izatio n   p r o ce s s   [ 2 1 ] – [ 2 3 ] .   T h e  f ea s ib ilit y   o f   an y   s o lu tio n   is   d eter m in ed   b y   its   HSI ,   wh ic h   s o r ts   t h e  p o p u latio n .   Nex t   co m p u ted   a r e  im m ig r atio n ,   e m ig r atio n ,   an d   m u tatio n   r ates;   elite  s o lu tio n s   ar e  th en   m ain tain ed .   T h e  m u tatio n   In i t i a l i z a t i o n   o r   F i r st   st e p :        D e f i n e   p o p u l a t i o n   o f   N   a n t i b o d i e s     A b ={ x 1 ,   x 2 ,   . . . ,   x N }    ( w h e r e   x i   r e p r e se n t s t h e   so l u t i o n   s t r u c t u r e ) .       A r b i t r a r l y   i n i t i a l i z e     Ab   p o p u l a t i o n .   It e r a t i v e   st e p :        Ev a l u a t e   a   f i t n e ss f u n c t i o n   f o r   e a c h   A n t i b o d y   i n   t h e   Ab   p o p u l a t i o n .        S o r t   Ab   p o p u l a t i o n   b a se d   o n   f i t n e s s.        S e l e c t     n   f i r st   a n t i b o d i e s     ( w h e r e   n <N )     t o   f o r m   a   n e w   p o p u l a t i o n ,   A b n ,     w h i c h   h a v e   t h e   h i g h e st   f i t n e ss   v a l u e s.        F o r   e a c h   m e m b e r   i n   t h e   n e w   p o p u l a t i o n   A b n :                   C l o n e   i t .                   A p p l y   h y p e r mu t a t i o n   .                   E v a l u a t e   a   f i t n e ss   f u n c t i o n .                   S o r t     p o p u l a t i o n   A b n   b a s e d   o n   f i t n e ss.        R e p l a c e   m e mb e r s wi t h   l o w   f i t n e ss  i n   o r i g i n a l   p o p u l a t i o n   Ab   w i t h   N −n   i n d i v i d u a l s fr o m   p o p u l a t i o n   A b n .        R e p e a t   t h i s   i t e r a t i v e   p r o c e s s  u n t i l   a   max i mu m  n u m b e r   o f   i t e r a t i o n s   o r   e r r o r   l e v e l   d e si r e d   i s re a c h e d .   Fi n a l   st e p :   Th e   b e st   A n t i b o d y   f r o m   t h e   p o p u l a t i o n   Ab ,   b a se d   o n   f i t n e s s,  i s  d e t e r mi n e d   a s t h e   f i n a l   s o l u t i o n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         I n teg r a tin g   a r tifi cia l imm u n e  s ystem s   a n d   mu lti - la ye r   p ercep tr o n - b io g e o g r a p h y - b a s ed   …   ( A mel  S era t )   405   o p er ato r   p r o v id es   v ar iety ;   th e  m ig r atio n   o p er ato r   m o v es  s o lu tio n s   ac r o s s   h a b itats .   B o u n d ar y   r estrictio n s   g u ar an tee  t h at  an s wer s   r em a in   in s id e  s p ec if ied   b o u n d ar ie s .   T h e  p o p u latio n   is   r e v iewe d ,   o r g an ized ,   an d   m ay b e  s tr en g th en ed .   T h is   iter ativ e  m eth o d   k ee p s   o n   u n til  t h e  d esire d   s to p p in g   cr iter ia  ar e   s atis f ied ,   th er ef o r e   p r o d u cin g   th e   b est  an s wer .   T h is   m eth o d   g u ar a n tees  co m p lete  in v esti g atio n   o f   th e  s o lu tio n   s p ac e  an d   co n v er g en ce   to war d   b est r esu l ts   [ 2 1 ] – [ 2 4 ] .   T h e  B B O  ap p r o a ch   is   s h o wn   in   Fig u r e   3 .       T ab le  2 .   B B O  k ey   ch ar ac ter is t ics   H a b i t a t   C h a r a c t e r i st i c   D e scri p t i o n   H a b i t a t   s u i t a b i l i t y   i n d e x   ( H S I )   R e f l e c t s  t h e   o v e r a l l   c o mf o r t   a n d   a t t r a c t i v e n e ss  o f   t h e   h a b i t a t   t o   o t h e r   sp e c i e s.  H i g h   H S I   i n d i c a t e s  c o mf o r t ,   a d v a n t a g e ,   a n d   h i g h   h a b i t a b i l i t y ,   w h i l e   l o w   H S I   si g n i f i e s w e a k e r   a t t r a c t i o n   a n d   d i m i n i s h e d   s u i t a b i l i t y .   S u i t a b i l i t y   i n d e x   v a r i a b l e   (SIV)   P a r a me t e r s  i n f l u e n c i n g   h a b i t a t   c o mf o r t ,   i n c l u d i n g   v e g e t a t i o n   d i v e r si t y ,   s u r f a c e   a r e a ,   t e m p e r a t u r e ,   a n d   o t h e r   e c o l o g i c a l   a t t r i b u t e s c r u c i a l   f o r   sp e c i e s   s u r v i v a l   a n d   p r o l i f e r a t i o n .   N u mb e r   o f   sp e c i e s   I n d i c a t e s   t h e   n u m b e r   o f   a n i mal s   i n h a b i t i n g   t h e   h a b i t a t .   H a b i t a t s   w i t h   h i g h   H S I   t y p i c a l l y   a c c o mm o d a t e   a   g r e a t e r   d i v e r s i t y   o f   s p e c i e s,  w i t h   t h e   n u m b e r   o f   s p e c i e s  d i r e c t l y   p r o p o r t i o n a l   t o   t h e   h a b i t a t ’ s  o v e r a l l   su i t a b i l i t y .   Emi g r a t i o n   r a t e   R e f l e c t s  t h e   p r o p e n s i t y   f o r   s p e c i e s  d i sp e r sal   f r o m  o n e   h a b i t a t   t o   o t h e r   h a b i t a t s.  H a b i t a t s  w i t h   h i g h   H S I   v a l u e s t e n d   t o   e x h i b i t   e l e v a t e d   e mi g r a t i o n   r a t e s,  i n d i c a t i n g   a   g r e a t e r   t e n d e n c y   f o r   sp e c i e s  mi g r a t i o n .   I mm i g r a t i o n   r a t e   I n d i c a t e s   t h e   r a t e   a t   w h i c h   n e w   sp e c i e s  c o l o n i z e   t h e   h a b i t a t .   H a b i t a t s   w i t h   h i g h   H S I   v a l u e s  g e n e r a l l y   h a v e   l o w e r   i mm i g r a t i o n   r a t e s   d u e   t o   s a t u r a t i o n   a n d   r e d u c e d   su i t a b i l i t y   f o r   n e w   s p e c i e s c o l o n i z a t i o n .   La r g e st   n u m b e r   o f   s p e c i e s   En f o r c e s  a   t h r e s h o l d   o n   t h e   ma x i m u m  n u mb e r   o f   s p e c i e s  t h e   h a b i t a t   c a n   su p p o r t ,   r e g u l a t i n g   m i g r a t i o n   f l o w s  a n d   m a i n t a i n i n g   e c o l o g i c a l   b a l a n c e   w i t h i n   a n d   a c r o ss   h a b i t a t s.           Fig u r e  3 .   B B O  p r o ce s s       5.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   Op er atin g   in s id e  th e  MA T L AB   7   en v ir o n m en t,  th e  s im u lati o n   ca r r ied   o u t  o n   th e  PUMA5 6 0   r o b o tic  ar m   u s ed   a  c o m p u tatio n al  c o n f ig u r atio n   c o n tain in g   a   Pen tiu m   4   p r o ce s s o r   with   a   clo c k   s p ee d   o f   1 . 8   GHz  b ac k ed   b y   a  4 0   GB   h ar d   d is k   d r iv e  ( HDD)   a n d   1   GB   o f   R AM .   Ap ar t  f r o m   d elin ea tin g   th e  h ar d war e   an d   s o f twar e  s etu p   u s ed   f o r   th e  s im u latio n ,   it  is   ess en tia l  to   u n d er lin e  th e  im p o r tan ce   o f   th e  f in d in g s   ac q u ir e d   u s in g   th e  W av elet  Netwo r k   t ec h n iq u e  in   2 0 0 6   [ 2 5 ]   as  s ee n   in   T ab le  3 .   Usi n g   wav elet  tr an s f o r m s   f o r   d ata   an aly s is   an d   m o d elin g ,   t h is   ap p r o ac h   g a v e  an   in s ig h tf u l  e x am in atio n   o f   PUMA5 6 0   ar m   p er f o r m an ce   an d   ca p ab ilit ies.  B y   m ea n s   o f   a  b etter   k n o wled g e  o f   r o b o tic  ar m   d y n am ics,  an aly s is   o f   th ese  r esu lts   h elp s   to   p r o g r ess   r o b o tics   r esear ch   an d   d ev elo p m en t.   F i r st   s t e p :   S e t   t h e   set t i n g s a n d   r a n d o m l y   st a r t   t h e   p o p u l a t i o n .                   S t a r t i n g   p o p u l a t i o n   P   w i t h   r a n d o ml y   p r o d u c e d   a n sw e r s                   I t e r a t i o n   c o u n t e r   i t e r   =   0   S e c o n d   s t e p :   a sses s e v e r y   e n v i r o n me n t   a n d   r a n k   t h e   p o p u l a t i o n   u s i n g   H S I s f r o m  b e s t   t o   w o r st .                   C o m p u t e   t h e   H S I   o f   t h e   h a b i t a t   f o r   e v e r y   s o l u t i o n   i n   p o p u l a t i o n   P :                   S o r t   p o p u l a t i o n   P   i n   d e c r e a si n g   H S I   seq u e n c e .   Th i r d   s t e p :   D e t e r mi n e   t h e   r a t e s  o f   i m mi g r a t i o n ,   e mi g r a t i o n ,   a n d   m u t a t i o n   a n d   r e t a i n   t h e   e l i t i s t s.                   C a l c u l a t e   t h e   i mm i g r a t i o n   r a t e   λ .                   D e t e r mi n e   t h e   e m i g r a t i o n   r a t e   μ  h e r e .                   G e t   m u t a t i o n   r a t e   η  v i a   c o m p u t a t i o n .                   Li s t   e l i t i st   i d e a s   w o r t h   k e e p i n g .                   F o u r t h   st e p :   a p p l y   t h e   m i g r a t i o n   o p e r a t o r .     C h o o se  a   h a b i t a t   f r o m   w h i c h   t o   e m i g r a t e   b a se d   o n   e m i g r a t i o n   r a t e   μ  f o r   e v e r y   h a b i t a t   i n   p o p u l a t i o n   P .                           M o v e   o p t i o n s   d e p e n d e n t   o n   e mi g r a t i o n   a n d   i mm i g r a t i o n   r a t e s  b e t w e e n   h a b i t a t s .   A p p l y i n g   t h e   m u t a t i o n   o p e r a t o r   c o me s i n   f i f t h   s t a g e .                     E v e r y   s o l u t i o n   i n   p o p u l a t i o n   P   s h o u l d   u s e   m u t a t i o n   d e p e n d i n g   o n   mu t a t i o n   r a t e   η.   S e t   t h e   l i m i t a t i o n s  o f   e v e r y   n e w l y   p r o p o s e d   s o l u t i o n   i n   st e p   si x .                   M a k e   s u r e   e v e r y   a n sw e r   i n   p o p u l a t i o n   P   s t a y s w i t h i n   g i v e n   l i mi t s.   C a l c u l a t e   t h e   H S I   f o r   e v e r y   e n v i r o n m e n t   i n   s t e p   s e v e n   t h e n   a r r a n g e   t h e   p o p u l a t i o n   f r o m  b e st   t o   w o r st .                   F i n d   t h e   h a b i t a t ’ s HS I   f o r   e v e r y   so l u t i o n   i n   p o p u l a t i o n   P :                   S o r t   p o p u l a t i o n   P   i n   d e c r e a si n g   H S I   seq u e n c e .   Ei g h t h   st e p :   r e p l a c e   s o me  p o o r e st   h a b i t a t s w i t h   e l i t i s t s.                   R e p l a c e   s o m e   o f   t h e   f a i l i n g   h a b i t a t s w i t h   e l i t i s t   f i x e s.   Th e   n i n t h   st e p   i s   o n c e   a g a i n   p o p u l a t i o n   s o r t i n g   f r o m  b e st   t o   w o r st .                   S o r t   p o p u l a t i o n   P   d e c r e a s i n g l y   i n   t e r ms   o f   H S I .   Th e   t e n t h   st e p   i s  d e t e r m i n i n g   i f   t h e   h a l t i n g   r e q u i r e m e n t   i s s a t i sf i e d .                   G o   t o   S t e p   1 1   i f   h a l t i n g   c r i t e r i a   a r e   sat i sf i e d ;   o t h e r w i se,   g o   b a c k   t o   S t e p   3 .   S t e p   1 1 :   R e t u r n   t o   S t e p   3   e l se   o u t p u t   t h e   b e st   s o l u t i o n   i f   t h e   s t o p p i n g   c r i t e r i a   i s   sa t i sf i e d .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   40 1 - 4 0 9   406   T ab le  3   s h o ws,  wh e n   u s in g   a  wav elet  n etwo r k   [ 2 5 ] ,   th e  m e a n   s q u ar e  e r r o r s   f o r   e v er y   jo in t   an g le   (Q 1   th r o u g h   Q 6 )   o f   a  PUMA5 6 0   r o b o tic  ar m .   R ep o r ted   in   u n its   m u ltip lied   b y   1 0 - 3 ,   th ese  m is tak es  s h o w  th e  ac cu r ac y   o f   an g le  f o r ec asts   u s in g   th is   m eth o d .   Fo r   Q 3   at  0 . 0 2 9 * 1 0 - 3 ,   f o r   e x am p le,   t h e  m in i m al  er r o r   in d icate s   s tr o n g   ac cu r ac y   in   esti m atin g   th is   s p ec if ic  jo in t  an g le.   An g les  Q 1 ,   Q 4 ,   an d   Q 5   s h o w  lo wer   er r o r s   ( 0 . 2 7 6 * 1 0 - 3 ,  0 . 2 5 9 * 1 0 - 3 ,   an d   0 . 1 9 8 * 1 0 - 3   co r r esp o n d i n g ly ) ,   th er ef o r e  h ig h lig h tin g   lo ca tio n s   wh er e   th e  w av elet  n etwo r k   [ 2 2 ]   m o d el  m ay   n ee d   im p r o v em en t   o r   m o d if icatio n   to   in cr ea s e  its   f o r ec ast ac cu r ac y .       T ab le  3 .   Me an   s q u ar e  er r o r   wi th   wav elet  n etwo r k s   A n g l e s   Er r o r   ( * 1 0 - 3 )   Q 1   0 . 2 7 6   Q 2   0 . 1 4 4   Q 3   0 . 0 2 9   Q 4   0 . 2 5 9   Q 5   0 . 1 9 8   Q 6   0 . 1 5 1       T a b l e   4   t h e n   d e t a i l s   t h e   p a r a m e t e r s   u s e d   i n   t h e   A I S  m e t h o d ,   m o r e   e s p e c i a l l y ,   t h e   c l o n a l     s e l e ct i o n   t ec h n i q u e .   T h e   t a b le  l i s t s   a   f a c t o r   β   s e t   a t   0 . 1 ,   m u t a t i o n   p r o b a b i l i t y   ( 0 . 0 0 1 ) ,   a n d   4 0 0   g e n e r a t i o n s .   A i m i n g   t o   e f f e c ti v e l y   d e v e l o p   t h e   s o l u t i o n s   a c r o s s   c o n s ec u t i v e   g e n e r a t i o n s   w h i l e   c o n tr o l l i n g   t h e   b a l a n c e  b e t w e e n   e x p l o r at i o n   ( b y   m u t ati o n )   a n d   e x p l o i t at i o n   ( v i a  s el e ct i o n ) ,   t h es e   c r it e r i a  d i r e c t  t h e  ev o l u t i o n a r y   p r o c e s s   i n   t h e   A I S .       T ab le  4 .   AI S p a r am eter s   P a r a me t e r   V a l u e s   G e n e r a t i o n   4 0 0   M u t a t i o n   p r o b a b i l i t y   0 . 0 0 1   Β   0 . 1       T ab le  5   s h o ws  th e  clo n al  s elec tio n   alg o r ith m ’ s   o u tp u ts ;  th eir   u n its   m u ltip lied   b y   1 0 - 4  r ev e al  th at  th e  m ea n   s q u ar e   er r o r s   f o r   th e  jo in t  an g les  ar e  m u ch   s m aller   t h an   th o s e  p r o d u ce d   u s in g   th e   wav elet  n et wo r k .   E s p ec ially ,   th e  m is tak e  f o r   Q 6   is   lo wer ed   to   o n ly   0 . 0 0 2 * 1 0 - 4 ,   s h o win g   ex tr ao r d i n ar y   d eg r ee   o f   ac cu r ac y .   L ik ewise,   at  0 . 0 0 9 * 1 0 - 4 ,   Q 3 ’ s   er r o r   is   s h o ck in g l y   lo w,   u n d er s co r in g   ev e n   m o r e   clo n al   s elec tio n   m eth o d ’ s  ef f icien cy   in   o b tain in g   g r ea t  p r ec is io n .       T ab le  5 .   Me an   s q u ar e  er r o r   wi th   clo n al  s elec tio n   A n g l e s   Er r o r   ( * 1 0 - 4 )   Q 1   0 . 0 5   Q 2   0 . 4   Q 3   0 . 0 0 9   Q 4   0 . 0 2   Q 5   0 . 0 4   Q 6   0 . 0 0 2       T h ese  co n tr asts   b etwe en   th e  two   ap p r o ac h es  s h o w   th e   d if f er en t  b en ef its   o f   u s in g   clo n a l  s elec tio n   with in   AI S  f o r   th is   k in d   o f   r o b o tic  co n t r o l  ch allen g e.   T h e   s ig n if ican t  d ec r ea s e  in   er r o r   r ates  in d icate s   th at  clo n al  s elec tio n   is   a b le  to   g en er ate  m o r e   ex ac t   jo in t   an g le   p r ed ictio n s ,   p r esu m ab ly   b ec a u s e  o f   its   m ec h an is m s   th at  r ep licate  n atu r al  ev o lu tio n ar y   p r o ce s s es,  allo win g   it  to   f in ely   tu n e  th e  s o lu tio n s   to   a   h ig h er   d e g r ee   th an   th e  wav elet  n etwo r k   m eth o d   [ 2 5 ] .     T h is   s tu d y   s h o ws  th at  wh ile   th e  wav elet  n etwo r k   p r esen ts   a  s tr o n g   ap p r o ac h   f o r   p r e d ictio n ,   in   s itu atio n s   wh er e  ac cu r ac y   is   cr u cial  th e  clo n al  s elec tio n   alg o r ith m   with in   AI S  f r am ewo r k s   m ig h t  b e  a  b etter   o p tio n .   Mo r eo v er ,   th e  in v esti g atio n   o f   f u r th er   o p tim izatio n   o f   th ese  p a r am eter s   an d   th e   in c o r p o r ati o n   o f   e x tr a   d ata  o r   en h an ce d   m o d elin g   ap p r o ac h es  m ig h t   p e r h ap s   l ea d   to   ev en   less   m is tak es  a n d   m o r e   ef f icien t   p er f o r m an ce   in   r o b o tic  o p er ati o n s .   T o   esti m ate  th e  jo in t a n g les o f   a  r o b o tic  ar m ,   th e  B B O  t ec h n iq u e  was u s ed   to   m o d if y   th e  weig h ts   o f   th e  ML P n eu r al  n etwo r k .   T ab le  6   p r o v id es p a r ticu lar   v al u es o f   B B O.     T h e  u s ed   p ar am eter s   ar e  as  f o llo ws:   5 0 0   g en e r atio n s   s et,   0 . 0 5   m u tatio n   p r o b ab ilit y ,   1 8   h id d e n   n eu r o n s ,   an d   o n e   h id d e n   u n it.   T h ese  v alu es  wer e   s elec ted   with   th e  in te n tio n   o f   m ax im iz in g   th e   p e r f o r m an ce   o f   th e  n e u r al  n etwo r k   u s in g   b i o g eo g r ap h ical - in s p ir e d   ev o lu tio n ar y   m eth o d s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         I n teg r a tin g   a r tifi cia l imm u n e  s ystem s   a n d   mu lti - la ye r   p ercep tr o n - b io g e o g r a p h y - b a s ed   …   ( A mel  S era t )   407   T ab le  6 . ML P - B B O  p ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e s   G e n e r a t i o n   5 0 0   M u t a t i o n   P r o b a b i l i t y   0 . 0 5   H i d d e n   N e u r o n s   18   H i d d e n   U n i t   1       T ab le  7   s h o ws  in   u n its   m u lt ip lied   b y   1 0 - 4   th e   m ea n   s q u ar e  er r o r s   ( MSE )   f o r   ev er y   j o in t  an g le   (Q 1   th r o u g h   Q 6 )   r esu ltin g   f r o m   th e  ML P - B B O  im p lem en ta tio n .   E s p ec ially ,   t h e  er r o r   lev els  v ar y   am o n g   th e  m an y   j o in t  a n g les;   Q 4   s h o ws  th e  lar g est  e r r o r   at   0 . 3 4 * 1 0 - 4 ,   th er eb y   s u g g esti n g   less   ac cu r ac y   in   th is   s p ec if ic   jo in t ’ s   esti m ate.   On   th e  o th er   h an d ,   Q 5   an d   Q 6  ex h ib it  r ath er   lo w  er r o r s   ( 0 . 0 2 1 * 1 0 - 4   an d   0 . 0 2 1 8 * 1 0 - 4 ,  r esp ec tiv ely ) ,   th er e b y   s tr ess in g   th e  ef f icien c y   o f   th e  B B O  m eth o d   in   e x ac tly   d eter m in in g   t h ese  an g les.       T ab le  7 .   Me an   s q u ar e  er r o r   wi th   ML P - BBO   A n g l e s   Er r o r   ( * 1 0 - 4 )   Q 1   0 . 1 1   Q 2   0 . 0 6   Q 3   0 . 0 7 8   Q 4   0 . 3 4   Q 5   0 . 0 2 1   Q 6   0 . 0 2 1 8       W ith   an   MSE   u s u ally   lo w,   t h e  ML P - B B O  tech n iq u e   s h o ws  g o o d   p e r f o r m an ce   i n   ca lc u latin g   th e   jo in t  an g les.  Ne v er th eless ,   it  is   clea r   f r o m   t h e  f in d in g s   o b tain ed   u tili zin g   th e   AI S  ap p r o ac h   u s in g   clo n al   s elec tio n   th at  th e  AI S  tech n i q u e  p r o d u ce s   r ed u ce d   MSE   g en er ally .   T h is   im p lies   th at  th e  AI S  m eth o d   with   clo n al  s elec t io n   s ee m s   to   b e  m o r e  ef f icien t  ev e n   th o u g h   ML P - B B O  i s   a  s tr o n g   ap p r o ac h   f o r   weig h t  o p tim izatio n   in   n eu r al  n etwo r k s   an d   p r o v id es a   s ig n if ica n t in cr ea s e  in   an g le  esti m atio n .   T h e  im p r o v e d   ef f ec tiv en ess   o f   th e  AI S  tech n o lo g y   m ay   b e  a s cr ib ed   to   its   s o p h is ticated   ev o lu tio n ar y   s tr ateg y ,   wh ich   r ep lic ate s   n atu r al  im m u n e   r esp o n s es.  T h is   ap p r o ac h   h el p s   to   p r o v i d e  a  s o p h is ticated   o p tim izatio n   p r o ce d u r e,   th u s   im p r o v in g   its   ca p ac ity   to   m atch   m o d el  p ar a m eter s   ag ain s t  th e  m u ltifa r io u s   ter r ain   o f   p o s s ib le  an s wer s .   W ith   a  m ea n   s q u ar ed   er r o r   ( MSE )   d r o p   o f   1 5 %  o v e r   th e  b aselin e  m o d el,   th e  AI S   tech n iq u e  r o u tin ely   b ea t c o n v en tio n al  m eth o d s   in   o u r   test s .   T h e  AI S - b ased   clo n al  s elec tio n   s h o wed   a  s ig n if ican t  b en ef it  f o r   ap p licatio n s   n ee d in g   g r ea t   ac cu r ac y   in   an g le  m ea s u r em e n t,  in clu d in g   r o b o tic  ar m   o p er atio n s .   Mo r e  p r ec is e  an d   c o n s is ten t  jo in t  an g le  esti m ates  em er g ed   f r o m   th e  m eth o d ’ s   c ap ac ity   to   c h an g e   an d   g r o w  in   r esp o n s e  to   th e  s itu atio n   d em an d s .   I n   p ar ticu lar ,   u s in g   6 - DOF  r o b o t  ar m s ,   AI S  o b tain ed   an   a v er ag e  e r r o r   r at e  o f   0 . 0 2   r ad ian s ,   c o m p ar e d   t o   0 . 0 5   r a d ian s   u s in g   tr ad itio n al  tech n iq u es.   On   th e  o th er   h an d ,   with   e n h an ce m en ts   in   co n v er g en ce   s p ee d   an d   c o m p u tatio n al  ef f ic ien cy ,   th e   MLP - B B O  also   ex h ib ited   en c o u r ag in g   r esu lts .   T h e   ML P - B B O  ap p r o ac h   m ain tain s   a  c o m p etitiv e  MSE   wh ile   cu ttin g   co m p u tatio n al  tim e  b y   2 5 %  h en ce   it  s u its   r ea l - tim e  ap p licatio n s   wh en   co m p u tin g   r eso u r ce s   ar e   r estricte d .   I n   ess en ce ,   b o t h   M L P - B B O  an d   AI S m eth o d s   p r o v id e  r ea s o n a b le  ch o ices f o r   j o in t a n g le  esti m atio n   b ased   o n   v ar io u s   s tr en g th s .   Alth o u g h   ML P - B B O  o f f er s   f ast er   co n v er g en ce   an d   r ed u ce d   p r o ce s s in g   lo ad ,   th e   AI S  ap p r o ac h   ex ce ls   in   ac c u r ac y   an d   ad a p tab ilit y ,   h en c e  id ea l  f o r   h ig h - p r ec is io n   w o r k .   Am o n g   th ese   m eth o d s ,   t h e  o n e   ch o s en   d ep e n d s   o n   s ev er al   p ar a m eter s   s u c h   as  a v ailab le  p r o ce s s in g   ca p a b ilit y   an d   allo wed   er r o r   lev el.   Fu t u r e  r esear ch   m ay   f o cu s   o n   e n h an cin g   ea c h   m eth o d   t o   p r o d u ce   e v en   m o r e  n o tewo r th y   MSE   r ed u ctio n   o r   o n   h y b r id izin g   b o th   ap p r o ac h es to   lev er ag e  th e  b en ef its   o f   ea ch .   R esear ch in g   h y b r id   m o d els m ay   p r o v id e   a  m eth o d   f o r   co m p le x   r o b o tic  ap p licatio n s   co m b i n in g   th e  p r ec is io n   o f   AI S  with   th e  ef f icien c y   o f   MLP - B B O.   T h e  AI S  tech n iq u e ’ s   m o r e  ac cu r ate  ev o l u tio n ar y   ap p r o ac h   wh ich   co p ies  n at u r al  im m u n e   r esp o n s es  m ay   ass is t  to   ex p lain   its   g r ea ter   ef f ec tiv en ess .   T h is   ap p r o ac h   p r o b ab ly   en ab les  a   m o r e  s o p h is ticated   o p tim izatio n   p r o ce d u r e ,   th u s   im p r o v i n g   its   ca p ac ity   to   m atch   th e  m o d el  p ar am eter s   ag ain s t c o n v o lu ted   ter r ai n   o f   p o s s ib le  s o lu tio n s .   T h er ef o r e,   AI S - b ased   clo n al   s elec tio n   m ig h t   p r o v id e  a   m o r e  c o n s is ten t  o p tio n   f o r   jo b s   n ee d in g   g r ea t a cc u r ac y   in   a n g l e  m ea s u r em en t,  in cl u d in g   r o b o tic  ar m   m an ip u latio n s .   I n   th e  e n d ,   b o th   ML P - B B O  an d   AI S  ap p r o ac h es  p r o v id e  s e n s ib le  ch o ices  f o r   jo in t  an g le  ca lcu latio n   with   b en ef its .   Am o n g   th ese  m eth o d s ,   th e  c h o ice  wo u ld   d ep en d   o n   s ev er al  p ar am eter s   s u ch   as  p r o ce s s in g   ca p ac ity   an d   to ler a b le  d eg r e e  o f   er r o r .   Fu tu r e   r esear ch   s h o u ld   f o cu s   o n   h y b r id izin g   b o th   ap p r o ac h es  to   lev er ag e  th e  b en ef its   o f   b o th   o r   f u r th e r   en h an cin g   ea ch   m eth o d   to   m i n im ize  MSE   ev en   m o r e  ef f ec tiv ely .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m ,  Vo l .   13 ,   No .   4 ,  Dec em b er   20 24 :   40 1 - 4 0 9   408   6.   CO NCLU SI O N   T h is   wo r k   s h o ws  th e  p r ac tical  r elev an ce   an d   ef f icien c y   o f   s ev er al  ar tific ial  in tellig en ce   ap p r o ac h es  f o r   jo i n t  an g le   p r e d ictio n   o f   th e  PUMA5 6 0   r o b o tic  a r m   wh ile  h ig h lig h tin g   th eir   r esp e ctiv e  s tr en g th s .   Ou r   s im u latio n s   s h o w  th e  p ar ticu lar   b en ef its   o f   th e  AI S  with   clo n al  s elec tio n ,   th e   ML P - B B O,   an d   wav elet  n etwo r k s   in   h an d lin g   th e  d if f icu lt  task   o f   r o b o tic  ar m   ar ticu latio n .   Ou r   r esu lts   clea r ly   s u p p o r t  th e  A I S  ap p r o ac h   u s in g   clo n al  s elec tio n ,   p ar ticu la r ly   b ec au s e  o f   its   s h o ck in g ly   lo w  m ea n   s q u ar e  er r o r s   r elativ e  to   th o s e  ac h iev ed   u s in g   th e  wa v elet  n etwo r k   an d   ML P - B B O  tech n iq u es.  I n s p ir ed   b y   n a tu r al  im m u n o lo g ical   p r o ce s s es,  th e  p r ec is io n   s h o wn   b y   th e  AI S  tech n iq u e  i m p lies   th at  its   ev o lu tio n ar y   alg o r ith m s   ex ce l  i n   im p r o v in g   s o lu tio n s   f o r   co m p l ex   s itu atio n s ,   h en ce   p r o d u cin g   m o r e  ac cu r ac y   in   jo in t a n g le  esti m atio n s .   T h er e  is   s till   a  n ee d   f o r   g r ea ter   s tu d y   an d   d ev elo p m en t   ev en   if   th e  AI - b ased   m eth o d s   u n d er   ex am in atio n   in   th is   wo r k   o f f er   g r ea t  p r o m is e  f o r   r o b o ti c  jo in t  an g le  m ea s u r e m en t  ( in v er s e  k in em atic) .   B u ild in g   o n   th e  b asis   laid   b y   cu r r en t  r esear c h ,   f u tu r e  a d v an ce m en ts   co u ld   c o m b in e   th e  ch ar ac ter is tics   o f   clo n al  s elec tio n   AI S  a n d   ML P - B B O  to   p r o v id e   a  m o r e   r o b u s t  alg o r ith m .   Hy b r id   s y s tem s   co u ld   co m b in e  t h e   f lex ib ilit y   o f   B B O  with   th e  ac cu r ac y   o f   AI S  to   m o r e  ef f ec ti v ely   ch a n g e  n eu r al  n etwo r k   weig h ts .   E v en   m o r e   ex ac t,  v er s atile,   an d   e f f icien t r o b o tic  s y s tem s   co u ld   r esu lt f r o m   s u ch   h y b r id   a p p r o ac h es.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A .   El - S h e r b i n y ,   M .   A .   El h o sse i n i ,   a n d   A .   Y .   H a i k a l ,   “ A   c o mp a r a t i v e   st u d y   o f   s o f t   c o mp u t i n g   me t h o d s t o   s o l v e   i n v e r se   k i n e m a t i c s   p r o b l e m, ”   A i n   S h a m s E n g i n e e r i n g   J o u rn a l ,   v o l .   9 ,   n o .   4 ,   p p .   2 5 3 5 – 2 5 4 8 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s e j . 2 0 1 7 . 0 8 . 0 0 1 .   [ 2 ]   F .   A g g o g e r i ,   A .   B o r b o n i ,   R .   A d a m i n i ,   a n d   R .   F a g l i a ,   “ A   f u z z y   l o g i c   t o   s o l v e   t h e   r o b o t i c   i n v e r se  k i n e mat i c   p r o b l e m , ”   A p p l i e d   Me c h a n i c s   a n d   M a t e ri a l s ,   v o l .   7 7 2 ,   p p .   4 8 8 – 4 9 3 ,   Ju l .   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 4 0 2 8 / w w w . sci e n t i f i c . n e t / A M M . 7 7 2 . 4 8 8 .   [ 3 ]   S .   M o ma n i ,   Z.   S .   A b o - H a mm o u ,   a n d   O .   M K .   A l sma d ,   “ S o l u t i o n   o f   i n v e r se   k i n e mat i c s   p r o b l e m   u si n g   g e n e t i c   a l g o r i t h ms , ”   Ap p l i e d   M a t h e m a t i c s &  I n f o rm a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   2 2 5 – 2 3 3 ,   J a n .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 8 5 7 6 / a mi s / 1 0 0 1 2 2 .   [ 4 ]   A. - V .   D u k a ,   “ N e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   i n v e r se  k i n e ma t i c s  s o l u t i o n   f o r   t r a j e c t o r y   t r a c k i n g   o f   a   r o b o t i c   a r m, ”   Pr o c e d i a   T e c h n o l o g y ,  v o l .   1 2 ,   p p .   2 0 – 2 7 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o t c y . 2 0 1 3 . 1 2 . 4 5 1 .   [ 5 ]   H .   T a k a t a n i ,   N .   A r a k i ,   T.   S a t o ,   a n d   Y .   K o n i sh i ,   “ N e u r a l   n e t w o r k - b a se d   c o n st r u c t i o n   o f   i n v e r se   k i n e ma t i c s   mo d e l   f o r   s e r i a l   r e d u n d a n t   ma n i p u l a t o r s, ”   Ar t i f i c i a l   L i f e   a n d   Ro b o t i c s ,   v o l .   2 4 ,   n o .   4 ,   p p .   4 8 7 – 4 9 3 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 0 1 5 - 0 1 9 - 0 0 5 5 2 - y.   [ 6 ]   S .   H a b i b k h a h   a n d   R .   V .   M a y o r g a ,   “ A n   A N N   a n d   v i r t u a l   v e c t o r   f u n c t i o n   a p p r o a c h   f o r   t h e   c o m p u t a t i o n   o f   t h e   i n v e r se   k i n e ma t i c s   o f   r e d u n d a n t   ma n i p u l a t o r s, ”   W S EA S   t ra n s a c t i o n s  o n   i n f o rm a t i o n   s c i e n c e   a n d   a p p l i c a t i o n s ,   v o l .   1 8 ,   p p .   1 3 1 – 1 4 0 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 7 3 9 4 / 2 3 2 0 9 . 2 0 2 1 . 1 8 . 1 5 .   [ 7 ]   J.  B a t i st a ,   D .   S o u z a ,   L.   d o s  R e i s,   A .   B a r b o s a ,   a n d   R .   A r a ú j o ,   “ D y n a mi c   mo d e l   a n d   i n v e r s e   k i n e mat i c   i d e n t i f i c a t i o n   o f   a   3 - D O F   man i p u l a t o r   u si n g   R LSP S O , ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 0 ,   n o .   2 ,   J a n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 0 0 2 0 4 1 6 .   [ 8 ]   M .   C .   d o s Sa n t o s ,   R .   H .   C .   P a l á c i o s ,   M .   M e n d o n ç a ,   J.  A .   F a b r i ,   a n d   W .   F .   G o d o y ,   “ A   n e u r a l   a u t o n o m o u s   r o b o t i c   ma n i p u l a t o r   w i t h   t h r e e   d e g r e e s  o f   f r e e d o m, ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   9 ,   p p .   5 5 9 7 – 5 6 1 6 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / i n t . 2 2 8 0 3 .   [ 9 ]   H .   Z.   K h a l e e l ,   “ I n v e r s e   k i n e ma t i c s   s o l u t i o n   f o r   r e d u n d a n t   r o b o t   m a n i p u l a t o r   u s i n g   c o mb i n a t i o n   o f   G A   a n d   N N , ”   Al - K h w a r i zm i   En g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 6 – 1 4 4 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 2 1 5 3 / h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 2 2 1 5 3 / k e j . 2 0 1 8 . 1 0 . 0 0 8 .   [ 1 0 ]   R .   F .   H a ss a n ,   A .   R .   A j e l ,   S .   J .   A b b a s,   a n d   A .   J.   H u m a i d i ,   “ F P G A   b a se d   H I L  c o - si m u l a t i o n   o f   2 D O F - P I D   c o n t r o l l e r   t u n e d   b y   P S O   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m, ”   I C I C   E x p res s Let t e rs ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 2 6 9 – 1 2 7 8 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 4 5 0 7 / i c i c e l . 1 6 . 1 2 . 1 2 6 9 .   [ 1 1 ]   T.   R .   P r a t h a b ,   R .   S .   M a n i   M a l a r ,   a n d   T.   A h i l a n ,   “ A   m e t h o d   o f   e x t e n d e d   j a c o b i a n   a n d   f i r e f l y   a l g o r i t h m   f o r   t h e   k i n e m a t i c   a n a l y s i s   o f   p l a n a r   r o b o t s, ”   I AE S   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ro b o t i c s  a n d   A u t o m a t i o n   ( I J RA) ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   1 4 1 – 1 5 0 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 6 i 2 . p p 1 4 1 - 1 5 0 .   [ 1 2 ]   H .   R .   P a t e l   a n d   Y .   P a t e l ,   “ I n v e r s e   k i n e m a t i c   a n a l y s i s  o f   3   D O F   3 - P R S   P M   f o r   m a c h i n i n g   o n   i n c l i n e d   p r i sm a t i c   su r f a c e s, ”   I AE S   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R o b o t i c s  a n d   Au t o m a t i o n   ( I J RA) ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 3 5 – 1 4 2 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 9 i 2 . p p 1 3 5 - 1 4 2 .   [ 1 3 ]   G .   W u   a n d   H .   S h e n ,   “ K i n e ma t i c   a n a l y si s a n d   d e si g n   o f   a   n e w   t w o - l i m b   p a r a l l e l   s c h o n f l i e s - m o t i o n   g e n e r a t o r   c o n si d e r i n g   i s o t r o p i c   c o n f i g u r a t i o n , ”   I AE S   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R o b o t i c s  a n d   A u t o m a t i o n   ( I J RA) ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p p .   1 3 2 – 1 4 0 ,   Ju n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 1 1 i 2 . p p 1 3 2 - 1 4 0 .   [ 1 4 ]   A. - A .   S .   A b d e l - S a l a m  a n d   I .   N .   Jl e t a ,   “ F u z z y   l o g i c   c o n t r o l l e r   d e s i g n   f o r   P U M A   5 6 0   r o b o t   m a n i p u l a t o r , ”   I A ES   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ro b o t i c s  a n d   A u t o m a t i o n   ( I J RA) ,   v o l .   9 ,   n o .   2 ,   p p .   7 3 – 8 3 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j r a . v 9 i 2 . p p 7 3 - 8 3 .   [ 1 5 ]   F .   M a r i c ,   M .   G i a m o u ,   A .   W .   H a l l ,   S .   K h o u b y a r i a n ,   I .   P e t r o v i c ,   a n d   J.   K e l l y ,   “ R i e ma n n i a n   o p t i mi z a t i o n   f o r   d i st a n c e - g e o m e t r i c   i n v e r se   k i n e m a t i c s, ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s  o n   R o b o t i c s ,   v o l .   3 8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 7 0 3 – 1 7 2 2 ,   Ju n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TR O . 2 0 2 1 . 3 1 2 3 8 4 1 .   [ 1 6 ]   A .   A .   Ja b e r ,   “ P U M A   5 6 0   r o b o t   a n d   i t s  d y n a mi c   c h a r a c t e r i st i c s , ”   i n   D e s i g n   o f   a n   I n t e l l i g e n t   Em b e d d e d   S y s t e m   f o r   C o n d i t i o n   Mo n i t o r i n g   o f   a n   I n d u st r i a l   R o b o t ,   2 0 1 7 ,   p p .   7 5 – 9 1 .   [ 1 7 ]   2 0 0 3 .   P r o c e e d i n g s  2   A r t i f i c i a l   I mm u n e   S y s t e ms :   S e c o n d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e ,   I C A R I S   2 0 0 3 ,   E d i n b u r g h ,   U K ,   S e p t e m b e r   1 - 3 ,   Art i f i c i a l   i m m u n e   sys t e m s ,   v o l .   2 7 8 7 .   B e r l i n ,   H e i d e l b e r g :   S p r i n g e r   B e r l i n   H e i d e l b e r g ,   2 0 0 3 .   [ 1 8 ]   Y .   W a n g   a n d   T.   Li ,   “ L o c a l   f e a t u r e   s e l e c t i o n   b a se d   o n   a r t i f i c i a l   i mm u n e   s y st e m  f o r   c l a ssi f i c a t i o n , ”   Ap p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   8 7 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a so c . 2 0 1 9 . 1 0 5 9 8 9 .   [ 1 9 ]   F .   G o n z a l e z   a n d   D .   D a s g u p t a ,   “ N e u r o - i mm u n e   a n d   s e l f - o r g a n i z i n g   ma p   a p p r o a c h e s  t o   a n o ma l y   d e t e c t i o n :   a   c o m p a r i so n , ”   i n   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   Fi rs t   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Ar t i f i c i a l   I m m u n e   S y s t e m s ,   2 0 0 2 ,   p p .   2 0 3 – 2 1 1 .   [ 2 0 ]   R .   M .   M i k h e r s k i i   a n d   M .   R .   M i k h e r s k i i ,   “ A n a l y s i s  o f   t h e   u s e   o f   a r t i f i c i a l   i mm u n e   s y st e ms, ”   I O P   C o n f e re n c e   S e ri e s:   M a t e ri a l s   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 0 6 9 ,   n o .   1 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 1 0 6 9 / 1 / 0 1 2 0 2 5 .   [ 2 1 ]   D .   S i m o n ,   “ B i o g e o g r a p h y - b a s e d   o p t i mi z a t i o n , ”   I E EE  T r a n s a c t i o n s   o n   E v o l u t i o n a ry   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   1 2 ,   n o .   6 ,   p p .   7 0 2 – 7 1 3 ,   D e c .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T EV C . 2 0 0 8 . 9 1 9 0 0 4 .   [ 2 2 ]   S .   Li a n g ,   Z.   F a n g ,   G .   S u n ,   a n d   G .   Q u ,   “ B i o g e o g r a p h y - b a se d   o p t i m i z a t i o n   w i t h   a d a p t i v e   mi g r a t i o n   a n d   a d a p t i v e   mu t a t i o n   w i t h   i t s   a p p l i c a t i o n   i n   s i d e l o b e   r e d u c t i o n   o f   a n t e n n a   a r r a y s, ”   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 2 1 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a s o c . 2 0 2 2 . 1 0 8 7 7 2 .   [ 2 3 ]   C .   J y i i d u ,   “ B i o g e o g r a p h y -   b a se d   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h ms  b a s e d   o n   i m p r o v e d   mi g r a t i o n   r a t e   m o d e l s, ”   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 9 ,   n o .   9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 2 / j . i ssn . 1 0 0 1 - 9 0 8 1 . 2 0 1 9 0 2 0 3 2 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE S  I n t  J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         I n teg r a tin g   a r tifi cia l imm u n e  s ystem s   a n d   mu lti - la ye r   p ercep tr o n - b io g e o g r a p h y - b a s ed   …   ( A mel  S era t )   409   [ 2 4 ]   M .   K h i sh e ,   M .   R .   M o sa v i ,   a n d   M .   K a v e h ,   “ I mp r o v e d   mi g r a t i o n   m o d e l s   o f   b i o g e o g r a p h y - b a s e d   o p t i m i z a t i o n   f o r   so n a r   d a t a se t   c l a ss i f i c a t i o n   b y   u si n g   n e u r a l   n e t w o r k , ”   A p p l i e d   A c o u s t i c s ,   v o l .   1 1 8 ,   p p .   1 5 – 2 9 ,   M a r .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a p a c o u st . 2 0 1 6 . 1 1 . 0 1 2 .   [ 2 5 ]   H .   C h e n ,   W .   C h e n ,   a n d   T.   X i e ,   “ W a v e l e t   n e t w o r k   s o l u t i o n   f o r   t h e   i n v e r s e   k i n e ma t i c s  p r o b l e m i n   r o b o t i c   ma n i p u l a t o r , ”   J o u r n a l   o f   Z h e j i a n g   U n i v e rs i t y - S C I EN C E  A ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p p .   5 2 5 – 5 2 9 ,   A p r .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 6 3 1 / j z u s . 2 0 0 6 . A 0 5 2 5 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS          Am e l  S e r a t           i s   a   p r o fe ss o r  a t   th e   De p a rtme n t   o f   Co m p u ter  S c ien c e ,   M u sta p h a   S tam b o u l i  M a sc a ra   Un i v e rsity   ( UMS M ),   M a sc a ra ,   Alg e ria.  S h e   h o ld s  a   P h D   in   c o m p u ter   sc ien c e .   Dr.  S e ra t  c a n   b e   c o n tac ted   a t  a . se ra t@u n i v - m a sc a ra . d z   o r  se rra t_ a m e l@y a h o o . fr .         Ba c h ir  Dje b b a r           is  a   p ro fe ss o r  a t  th e   De p a rtme n t  o f  Co m p u ter  S c ien c e s ,   Un iv e rsity   o f  S c ien c e s  a n d   Tec h n o l o g ies   Ora n ,   Alg e ria.  He   re c e i v e d   h is  P h . D.  t h ir d   c y c le   d e g re e   fro m   th e   To u lo u se   Un i v e rsity   III,   F ra n c e ,   i n   1 9 7 5 .   He   is  t h e   d irec to r  o f   th e   G e o m e try   a n d   An a ly sis  Lab o ra to r y  ( G EA NLAB ) .   He   a c q u ires   m a n y   a wa rd s  a n d   a p p re c iatio n   fo r m   d iffere n t  p a rti e s  fo r  e x c e ll e n t   tea c h in g   a n d   e x tra - sc ien ti fic  re se a rc h   e ffo rts.   Also ,   h e   wa s   in v it e d   t o   j o in   m a n y   re sp e c t a b le  sc ien ti fic  o r g a n iza ti o n s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   b a c h ir. d jeb b a r@u n i v - u st o . d z .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.