Эволюционные алгоритмы
Эволюционные алгоритмы — направление в искусственном интеллекте (раздел эволюционного моделирования), которое использует и моделирует процессы естественного отбора.
Виды алгоритмов
[править | править код]- генетические алгоритмы — эвристический алгоритм поиска, используемый для решения задач оптимизации и моделирования путём случайного подбора, комбинирования и вариации искомых параметров;
- генетическое программирование — автоматическое создание или изменение программ с помощью генетических алгоритмов;
- эволюционное программирование — аналогично генетическому программированию, но структура программы постоянна, изменяются только числовые значения;
- программирование экспрессии генов
- эволюционные стратегии — похожи на генетические алгоритмы, но в следующее поколение передаются только положительные мутации;
- дифференциальная эволюция
- нейроэволюция — аналогично генетическому программированию, но геномы представляют собой искусственные нейронные сети, в которых происходит эволюция весов при заданной топологии сети, или помимо эволюции весов также производится эволюция топологии;
- системы классификаторов;
Все они моделируют базовые положения в теории биологической эволюции — процессы отбора, мутации и воспроизводства. Поведение агентов определяется окружающей средой. Множество агентов принято называть популяцией. Такая популяция эволюционирует в соответствии с правилами отбора в соответствии с целевой функцией, задаваемой окружающей средой. Таким образом, каждому агенту (индивидууму) популяции назначается значение его пригодности в окружающей среде. Размножаются только наиболее пригодные виды. Рекомбинация и мутация позволяют изменяться агентам и приспособляться к среде. Такие алгоритмы относятся к адаптивным поисковым механизмам.
Эволюционные алгоритмы успешно использовались для задач типа функциональной оптимизации и могут легко быть описаны на математическом языке.
Отрасли использования
[править | править код]Эволюционные алгоритмы используются при комбинаторной оптимизации, в частности при решении классических NP-полных проблем, таких как задача коммивояжера, задача упаковки ранца, разбитие чисел, максимально независимое множество и зарисовка графов.[1]
Возможность использования эволюционных алгоритмов в музыке активно исследуется в Австрии, в первую очередь при попытках моделирования игры на музыкальных инструментах известными людьми разных эпох.[2]
Примечания
[править | править код]- ↑ Olariu Stephan, Zomaya Albert Y. Handbook of Bioinspired Algorithms and Applications (Chapman Hall/Crc Computer Information Science) (англ.). — Chapman Hall/CRC. — ISBN 1-58488-475-4.
- ↑ Madsen, S. T. and Widmer, G.: Evolutionary Search for Musical Parallelism, Applications of Evolutionary Computing, proceedings of the EvoWorkshops 2005, LNCS 3449 p. 488—497, Lausanne, Switzerland, 30 March — 1 April 2005. Springer Verlag. Дата обращения: 20 марта 2013. Архивировано 7 апреля 2014 года.
Литература
[править | править код]- Емельянов В. В., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Теория и практика эволюционного моделирования. — М.: Физматлит, 2003. — 432 с. — ISBN 5-9221-0337-7.
- Курейчик В. М., Лебедев Б. К., Лебедев О. К. Поисковая адаптация: теория и практика. — М.: Физматлит, 2006. — 272 с. — ISBN 5-9221-0749-6.
- Гладков Л. А., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Генетические алгоритмы: Учебное пособие. — 2-е изд.. — М.: Физматлит, 2006. — 320 с. — ISBN 5-9221-0510-8.
- Гладков Л. А., Курейчик В. В, Курейчик В. М. и др. Биоинспирированные методы в оптимизации: монография. — М.: Физматлит, 2009. — 384 с. — ISBN 978-5-9221-1101-0.
- Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы = Sieci neuronowe, algorytmy genetyczne i systemy rozmyte. — 2-е изд.. — М.: Горячая линия-Телеком, 2008. — 452 с. — ISBN 5-93517-103-1.
- Рутковский Л. Методы и технологии искусственного интеллекта. — М.: Горячая линия-Телеком, 2010. — 520 с. — ISBN 5-9912-0105-6.
- Волович И. В., Хохлова М. Н. O теории моделирования и гиперграфе классов // Труды Математического института им. В.А.Стеклова. — 2004. — Т. 245. — С. 281—287.
Ссылки
[править | править код]- Субботін С. О., Олійник А. О., Олійник О. О. Неітеративні, еволюційні та мультиагентні методи синтезу нечіткологічних і нейромережних моделей: Монографія / Під заг. ред. С. О. Субботіна. — Запоріжжя: ЗНТУ, 2009. — 375 с.
- Популярно о генетических алгоритмах
- Основы теории и применение эволюционных алгоритмов в практических приложениях
В другом языковом разделе есть более полная статья Evolutionärer Algorithmus (нем.). |