Título: Investigação da Tomada de Decisões em Redes Neurais Evolutivas Aplicadas no Controle de Ratos Virtuais
Autores: Daniel Martins de Souza, Ariadne de Andrade Costa & Renato Tinos
Resumo: Redes neurais artificiais podem ser utilizadas para controlar agentes computacionais empregados no estudo do comportamento de ratos em testes comportamentais. Em investigações anteriores, o agente, denominado rato virtual, foi controlado por uma rede neural recorrente do tipo Echo State Network (ESN), cujos pesos da camada de saída foram otimizados por um Algoritmo Genético. A função de aptidão do AG foi formulada de modo a modelar o conflito entre medo e exploração, possibilitando a simulação de diferentes níveis de ansiedade, bem como os efeitos de fármacos ansiolíticos e ansiogênicos, por meio da variação de um parâmetro que pondera punição e recompensa. No entanto, apesar dos resultados promissores, ainda é desafiador interpretar como a rede neural toma decisões, fator essencial para compreender o comportamento do rato virtual. Neste trabalho, investiga-se o processo de tomada de decisão dos agentes por meio da análise das ativações dos neurônios do reservatório da ESN. Propõe-se também o uso deárvores de Decisão como método explicativo complementar. Foi identificado que um pequeno número de neurônios do reservatório influencia decisivamente as saídas motoras e queárvores de Decisão conseguem representar de forma simples esses processos, reforçando a viabilidade da abordagem explicável.
Palavras-chave: Virtual Rat; Echo State Network; Genetic Algorithm; Neuroevolution; Explainable Artificial Intelligence.
Páginas: 8
Código DOI: 10.21528/CBIC2025-1166058
Artigo em PDF: CBIC_2025_paper1166058.pdf
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