Volume Editors Joan Cabestany



Yüklə 259,16 Kb.
Pdf görüntüsü
səhifə8/8
tarix14.06.2018
ölçüsü259,16 Kb.
#48345
1   2   3   4   5   6   7   8

 

Thomas: Practical Applications of Agents and Multiagent Systems 

513 

 

This special session has been supported by the THOMAS research project 



(TIN2006-14630-C03-03), which aim is to advance and contribute methods, 

techniques and tools for open multiagent systems, principally in the aspects related to 

organisational structures. THOMAS is a coordinated project in which the University 

of Salamanca, the Technical University of Valencia and the University of Rey Juan 

Carlos cooperate to find new solutions in the field of the multiagent systems. This 

special session provides a framework to disseminate the results obtained in the project 

and to exchange knowledge with other researchers in the field of the agent 

technology. 



2   Special Session on Practical Applications of Agents and 

Multiagent Systems Details 

This volume presents the papers that have been accepted for the 2009 edition. These 

articles capture the most innovative results and this year’s trends: Multi-Agent 

Systems (MAS) Applications: commerce, health care, industry, internet, etc.; Agent 

and MAS architectures; Agent development tools; MAS middleware; Agent 

languages; Engineering issues of MAS; Web services and agents; Agents and grid 

computing; Real-time multi-agent systems; Agent-based social simulation; Security in 

MAS; Trust and reputation in MAS; Improving user interfaces and usability with 

agents; Information recovery with MAS; Knowledge management with MAS; 

Software Agents in Ubiquitous Computing; Agent technologies for Ambient 

Intelligence; Software Agents in Industry; Planning and scheduling in MAS; Agent 

Technologies for Production Systems; Service-Oriented Computing and Agents; 

Agents for E-learning and education; Mobile computation and mobile 

Communications. Each paper has been reviewed by three different reviewers, from an 

international committee composed of 15 members from 7 different countries, and the 

members of the IWANN 2009 committee. From the 22 submissions received, 17 were 

selected for full presentation at the conference. 

3   Special Session Acknowledgements 

We would like to thank all the contributing authors, as well as the members of the 

Program Committee and the Organizing Committee for their hard and highly valuable 

work. Their work has helped to contribute to the success of this special session. We 

also would like to thank the IWANN 2009 for giving us the opportunity of organizing 

the special session, for their help and support. Thanks for your help, the special 

session on practical applications of agents and multiagent systems wouldn’t exist 

without your contribution. 

 

Acknowledgments. This work has been supported by the MEC TIN2006-14630-C03-

03 project. 




J. Cabestany et al. (Eds.): IWANN 2009, Part I, LNCS 5517, pp. 221–228, 2009. 

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 



Self Organized Dynamic Tree Neural Network 

Juan F. De Paz, Sara Rodríguez, Javier Bajo, Juan M. Corchado, 

and Vivian López 

Departamento de Informática y Automática, Universidad de Salamanca 

Plaza de la Merced s/n, 37008, Salamanca, España 

{fcofds,srg,jbajope,corchado,vivian}@usal.es 

Department of Computer Science and Automation, University of Salamanca Plaza de la  

Merced s/n, 37008, Salamanca, Spain 



Abstract.  Cluster analysis is a technique used in a variety of fields. There are 

currently various algorithms used for grouping elements that are based on 

different methods including partitional, hierarchical, density studies, probabilistic, 

etc. This article will present the SODTNN, which can perform clustering by 

integrating hierarchical and density-based methods. The network incorporates the 

behavior of self-organizing maps and does not specify the number of existing 

clusters in order to create the various groups. 

Keywords: Clustering, SOM, hierarchical clustering, PAM, Dendrogram. 

1   Introduction 

The assignment of a set of objects into clusters is a widely spread problem that has 

been the object of investigation in various scientific branches including 

bioinformatics [10], surveillance [15], [16], [17]. Although occasionally the number 

of groups is known beforehand, clustering data requires an additional step for 

identifying the existing groups. There are currently different methods for creating 

clusters, most notably those based on partitioning, such as k-means [11],  and PAM 

[9] (Partition around medoids), which work by minimizing the error function. Other 

widely accepted methods are the hierarchical methods which include dendrograms 

[7], agnes [9], and Diana [9]. In addition to the hierarchical methods, there are others 

that use density-based models, or probabilistic-based models such as EM [8] 

(Expectation-maximization) and fanny [9].   

This research presents the new Self Organized Dynamic tree neural network which 

allows data to be grouped automatically, without having to specify the number of 

existing clusters. The SODTNN uses algorithms to detect low density zones and 

graph theory procedures in order to establish a connection between elements. This 

would allow connections to be established dynamically, thus avoiding the need for the 

network to expand and adjust the data surface. Additionally, the connections would 

continue to adapt throughout the learning process, reducing the high density neuron 

areas and separating them from the low density areas. 

The SODTNN integrates techniques from hierarchical and density-based models 

that allow the grouping and division of clusters according to the changes in the 




228 

J.F. De Paz et al. 



Acknowledgements. This development has been supported by the projects 

SA071A08 and SIAAD-TSI-020100-2008-307. 



References 

[1]  Furao, S., Ogura, T., Hasegawa, O.: An enhanced self-organizing incremental neural 

network for online unsupervised learning. Neural Networks 20, 893–903 (2007) 

[2]  Kohonen, T.: Self-organized formation of topologically correct feature maps. Biological 

Cybernetics, 59–69 (1982) 

[3]  Fritzke, B.: A growing neural gas network learns topologies. In: Tesauro, G., Touretzky, 

D.S., Leen, T.K. (eds.) Advances in Neural Information Processing Systems, vol. 7, pp. 

625–632 (1995) 

[4]  Martinetz, T., Schulten, K.: A neural-gas network learns topologies. Artificial Neural 

Networks 1, 397–402 (1991) 

[5]  Carpenter, G.A., Grossberg, S.: The ART of adaptive pattern recognition by a self-

organizing neural network. IEEE Trans. Computer, 77–88 (1987) 

[6]  Shen, F.: An algorithm for incremental unsupervised learning and topology 

representation. Ph.D. thesis. Tokyo Institute of Technology (2006) 

[7]  Saitou, N., Nie, M.: The neighbor-joining method: A new method for reconstructing 

phylogenetic trees. Mol. Biol. 4, 406–425 (1987) 

[8]  Xu, L.: Bayesian Ying–Yang machine, clustering and number of clusters. Pattern 

Recognition Letters 18(11-13), 1167–1178 (1997) 

[9]  Kaufman, L., Rousseeuw, P.J.: Finding Groups in Data: An Introduction to Cluster 

Analysis. Wiley, New York (1990) 

[10]  Corchado, J.M., De Paz, J.F., Rodríguez, S., Bajo, J.: Model of experts for decision 

support in the diagnosis of leukemia patients. Artificial Intelligence in Medicine (in 

Press) 

[11]  Hartigan, J.A., Wong, M.A.: A K-means clustering algorithm. Applied Statistics 28, 100–



108 (1979) 

[12]  Campos, R., Ricardo, M.: A fast algorithm for computing minimum routing cost spanning 

trees 52(17), 3229–3247 (2008) 

[13]  Bajo, J., De Paz, J.F., De Paz, Y., Corchado, J.M.: Integrating case-based planning and 

RPTW neural networks to construct an intelligent environment for health care. Expert 

Systems with Applications 36(3) (2009) 

[14]  UC Irvine Machine Learning Repository, http://archive.ics.uci.edu/  

[15]  Patricio, M.A., Carbó, J., Pérez, O., García, J., Molina, J.M.: Multi-Agent Framework in 

Visual Sensor Networks. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, special 

issue on Visual Sensor Networks, 21 (2007) 

[16]  Carbó, J., Molina, J.M., Dávila, J.: Fuzzy Referral based Cooperation in Social Networks 

of Agents. AI Communications 18(1), 1–13 (2005) 

[17]  García, J., Berlanga, A., Molina, J.M., Casar, J.R.: Methods for Operations Planning in 

Airport Decision Support Systems. Applied Intelligence 22(3), 183–206 (2005) 

[18]  Pavón, J., Arroyo, M., Hassan, S., Sansores, C.: Agent-based modelling and simulation 

for the analysis of social patterns. Pattern Recognition Letters 29, 1039–1048 (2008) 

[19]  Pavón, J., Gómez, J., Fernández, A., Valencia, J.: Development of intelligent multi-sensor 

surveillance systems with agents. Robotics and Autonomous Systems 55(12), 892–903 

(2007) 



J. Cabestany et al. (Eds.): IWANN 2009, Part I, LNCS 5517, pp. 1256–1263, 2009. 

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 



Stereo-MAS: Multi-Agent System for Image Stereo 

Processing 

Sara Rodríguez

1

, Juan F. De Paz



1

, Javier Bajo

2

, Dante I. Tapia



1

, and Belén Pérez

1

 



University of Salamanca

 



Pontifical University of Salamanca 

{srg,fcofds,jbajope,dante,lancho}@usal.es 



Abstract. This article presents a distributed agent-based architecture that can 

process the visual information obtained by stereoscopic cameras. The system is 

embedded within a global project whose objective is to develop an intelligent 

environment for location and identification within dependent environments that 

merge with other types of technologies. Vision algorithms are very costly and 

take a lot of time to respond, which is highly inconvenient if we consider that 

many applications can require action to be taken in real time. An agent 

architecture can automate the process of analyzing images obtained by cameras

and optimize the procedure. 

Keywords:  Stereoscopy, stereo cameras, artificial vision, MAS, agents, 

correspondence analysis, dependent environments. 



1   Introduction 

One of the greatest challenges for Europe and the scientific community is to find 

more effective means of providing care for the growing number of people that make 

up the disabled and elderly sector. The importance of developing new and more cost 

effective methods for administering medical care and assistance to this sector of the 

population is underscored when we consider the current tendencies. Multi-agent 

systems (MAS) and intelligent device based architectures have been examined 

recently as potential medical care supervisory systems [1][7][6][3] for elderly and 

dependent persons, given that they could provide continual support in the daily lives 

of these individuals. 

The study of artificial vision, specifically stereoscopic vision, has been the object 

of considerable attention within the scientific community over the last few years. 

Image processing applications are varied and include aspects such as remote 

measurements, biomedical images analysis, character recognition, virtual reality 

applications, and enhanced reality in collaborative systems, among others. 

The main topic of our research is part of a larger, global project whose objective is to 

develop a system for the care and supervision of patients in dependent environments, 

providing an environment capable of automatically carrying out location, identification 

and patient monitoring tasks. Such an environment would also allow medical personnel 

to supervise patients and simulate situations remotely via a virtual environment. In order 

to reach this objective, artificial intelligence techniques, intelligent agents and wireless 

technologies are used. 




 

Stereo-MAS: Multi-Agent System for Image Stereo Processing 

1263 

3.  Bajo, J., de Paz, J.F., de Paz, Y., Corchado, J.M.: Integrating Case-based Planning and 



RPTW Neural Networks to Construct an Intelligent Environment for Health Care. Expert 

Systems with Applications, part 2 36(3), 5844–5858 (2009) 

4.  Brenner, W., Wittig, H., Zarnekow, R.: Intelligent software agents: Foundations and 

applications. Springer, Secaucus, NJ, USA (1998) 

5.  Canny, J.: A computational approach to edge detection. IEEE Trans Pattern Analysis and 

Machine Intelligence 8(6), 679–698 (1986) 

6.  Corchado, J.M., Bajo, J., Abraham, A.: GERAmI: Improving the delivery of health care. 

IEEE Intelligent Systems 23(2), 19–25 (2008) 

7.  Corchado, J.M., Bajo, J., De Paz, Y., Tapia, D.I.: Intelligent Environment for Monitoring 

Alzheimer Patients, Agent Technology for Health Care. Decision Support Systems. 

Elsevier Science, Amsterdam (2006) 

8.  Corchado, J.M., Glez-Bedia, M., de Paz, Y., Bajo, J., de Paz, J.F.: Replanning mechanism 

for deliberative agents in dynamic changing environments. Computational 

Intelligence 24(2), 77–107 (2008) 

9.  Dhond, U.R., Aggarwal, J.K.: Structure From Stereo - A Review. IEEE Trans. on Systems, 

Man. and Cybernetics 19(6) (November/December 1989) 

10.  López-Valles, et al.: Revista Iberoamericana de Inteligencia Artificial  9(27), 35–62 

(2005), ISSN: 1137-3601 

11.  Marr, D., Poggio, T.: A computational theory of human stereo vision. Proc. R. Soc. Lond., 

301–328 (1979) 

12.  Marr, D., Hildreth, E.C.: Theory of edge detection. Proc. Roy. Soc. London B-207, 187–

217 (1980) 

13.  Pearson, Don: Image Processing. McGrawHill, Great Britain (1991) 

14.  Pecora, F., Cesta, A.: Dcop for smart homes: A case study. Computational 

Intelligence 23(4), 395–419 (2007) 

15.  Point Grey Research Inc. (2008), http://www.ptgrey.com/ 

16.  Pollard, S.B., Mayhew, J.E.W., Frisby, J.P.: A stereo correspondence algorithm using a 

disparity gradient constraint. Perception 14, 445–470 (1985) 

17.  Rao, A.S., Georgeff, M.P.: BDI agents: from theory to practice. In: Proceedings of ICMAS 

1995, San Francisco, CA, USA (1995) 

18.  Rubio De Lemus, P.: Aplicacion De Una Metodologia De Evaluacion De Sistemas De 

Emparejamiento En Vision Tridimensional. Psicothema ISSN edición en papel: 0214-

9915 5(1), 135–159 (1993) 

19.  Sobel, I., Feldman, G.: A 3x3 Isotropic Gradient Operator for Image Processing. In: 

Presentado en la conferencia Stanford Artificial Project (1968) 

20.  Triclops StereoVision System Manual Version 3.1. User guide and command reference. 

Point Grey Research Inc. (2003) 

 



S. Omatu et al. (Eds.): IWANN 2009, Part II, LNCS 5518, pp. 963–970, 2009. 

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 



CBR System with Reinforce in the Revision Phase for the 

Classification of CLL Leukemia 

Juan F. De Paz, Sara Rodríguez, Javier Bajo, and Juan M. Corchado 

Departamento de Informática y Automática, Universidad de Salamanca 

Plaza de la Merced s/n, 37008, Salamanca, España 

{fcofds, srg, jbajope, corchado}@usal.es 

Abstract.  Microarray technology allows measuring the expression levels of 

thousands of genes providing huge quantities of data to be analyzed. This fact 

makes fundamental the use of computational methods as well as new intelligent 

algorithms. This paper presents a Case-based reasoning (CBR) system for 

automatic classification of microarray data. The CBR system incorporates novel 

algorithms for data classification and knowledge discovery. The system has 

been tested in a case study and the results obtained are presented. 

Keywords: Case-based Reasoning, CLL, luekemia, HG U133. 

1   Introduction 

The use of microarrays, and more specifically expression arrays, enables the analysis 

of different sequences of oligonucleotides [1], [2]. Simply put a microarray is an array 

of probes that contains genetic material with a predetermined sequence. These se-

quences are hybridized with the genetic material of patients, thus allowing the detec-

tion of genetic mutations through the analysis of the presence or absence of certain 

sequences of genetic material. This work focuses on the levels of expression for the 

different genes, as well as on the identification of the probes that characterize the 

genes and allow the classification into groups. 

The analysis of expression arrays is called expression analysis. An expression 

analysis basically consists of three stages: normalization and filtering; clustering and 

classification; and extraction of knowledge. These stages are carried out from the 

luminescence values found in the probes. Presently, the number of probes containing 

expression arrays has increased considerably to the extent that it has become neces-

sary to use new methods and techniques to analyze the information more efficiently. 

There are various artificial intelligence techniques such as artificial neural networks 

[4], [5], Bayesian networks [6], and fuzzy logic [7] which have been applied to mi-

croarray analysis. While these techniques can be applied at various stages of expres-

sion analysis, the knowledge obtained cannot be incorporated into successive tests 

and included in subsequent analyses.  

This paper presents a system based on CBR which uses past experiences to solve 

new problems [8], [9]. As such, it is perfectly suited for solving the problem at hand. 

In addition, CBR makes it possible to incorporate the various stages of expression 

analysis into the reasoning cycle of the CBR, thus facilitating the creation of  




970 

J.F. De Paz et al. 

[3]  Affymetrix. GeneChip® Human Genome U133 Arrays,  

http://www.affymetrix.com/support/technical/datasheets/ 

hgu133arrays_datasheet.pdf

 

[4]  Sawa, T., Ohno-Machado, L.: A neural network based similarity index for clustering 



DNA microarray data. Computers in Biology and Medicine 33(1), 1–15 (2003) 

[5]  Bianchia, D., Calogero, R., Tirozzi, B.: Kohonen neural networks and genetic classifica-

tion. Mathematical and Computer Modelling 45(1-2), 34–60 (2007) 

[6]  Baladandayuthapani, V., Ray, S., Mallick, B.K.: Bayesian Methods for DNA Microarray 

Data Analysis. Handbook of Statistics 25(1), 713–742 (2005) 

[7]  Avogadri, R., Valentini, G.: Fuzzy ensemble clustering based on random projections for 

DNA microarray data analysis. Artificial Intelligence in Medicine (in press) 

[8]  Kolodner, J.: Case-Based Reasoning. Morgan Kaufmann, San Francisco (1993) 

[9]  Riverola, F., Díaz, F., Corchado, J.M.: Gene-CBR: a case-based reasoning tool for cancer 

diagnosis using microarray datasets. Computational Intelligence 22(3-4), 254–268 (2006) 

[10]  Rodríguez, S., De Paz, J.F., Bajo, J., Corchado, J.M.: Applying CBR Systems to Microar-

ray Data Classification. In: IWPACBB 2008. Advances in Soft Computing, vol. 49, pp. 

102–111 (2008) 

[11]  Corchado, J.M., De Paz, J.F., Rodríguez, S., Bajo, J.: Model of Experts for Decision Sup-

port in the Diagnosis of Leukemia Patients. Artificial Intelligence in Medicine (in press) 

[12]  Furao, S., Ogura, T., Hasegawa, O.: An enhanced self-organizing incremental neural net-

work for online unsupervised learning. Neural Networks 20(8), 893–903 (2007) 

[13]  Kaufman, L., Rousseeuw, P.J.: Finding Groups in Data: An Introduction to Cluster 

Analysis. Wiley, New York (1990) 

[14]  Borg, I., Groenen, P.: Modern multidimensional scaling theory and applications. 

Springer, New York (1997) 

[15]  Avogadri, R., Valentini, G.: The Corresponding Author and Giorgio Valentini Fuzzy en-

semble clustering based on random projections for DNA microarray data analysis. Artifi-

cial Intelligence in Medicine (in press) 

[16]  Vogiatzis, D., Tsapatsoulis, N.: Active learning for microarray data. International Journal 

of Approximate Reasoning 47(1), 85–96 (2008) 

[17]  Foon, K.A., Rai, K.L., Gale, R.P.: Chronic lymphocytic leukemia: new insights into biol-

ogy and therapy. Annals of Internal Medicine 113(7), 525–539 (1990) 

[18]  Chronic Lymphocytic Leukemia. The leukemia and lymphoma society (2008),  

http://www.leukemia-lymphoma.org/all_page.adp?item_id=7059 

[19]  Jurečkováa, J., Picek, J.: Shapiro–Wilk type test of normality under nuisance regression 

and scale. Computational Statistics & Data Analysis 51(10), 5184–5191 (2007) 

[20]  Yang, T.Y.: Efficient multi-class cancer diagnosis algorithm, using a global similarity 

pattern. Computational Statistics & Data Analysis (in press) 




Document Outline

  • img945
  • iwann_Thomas
  • iwann_de_paz
  • iwann_WSN
  • iwann_stereo
  • iwann_DIAMI
  • iwann-iwpacbb_de_paz
  • img946

Yüklə 259,16 Kb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə