Часть 3. Масштабирование функции приспособленности

Одним из центральных понятий при эволюционном моделировании является функция приспособленности. При оптимизации с помощью генетического алгоритма в качестве функции приспособленности используется критерий оптимальности решаемой. Для расчёта приспособленности особи её необходимо перекодировать в вещественную форму.

В большинстве случаев имеющийся формализованный вид критерия оптимальности может быть без проблем использован напрямую в качестве функции приспособленности. Тем не менее, иногда возникает необходимость в его предварительном преобразовании – масштабировании.

Масштабирование функции приспособленности чаще всего выполняется по двум причинам. Во-первых, для предотвращения преждевременной сходимости генетического алгоритма. Она заключается в том, что в популяции начинают доминировать лучшие, но не оптимальные особи. В этом случае через несколько поколений популяция окажется вырожденной, то есть будет состоять из копий одной из таких особей.

Во-вторых, в случаях, когда в популяции сохраняется значительная неоднородность, но средняя приспособленность популяции ненамного отличается от максимального значения. Здесь масштабирование функции приспособленности позволяет предупредить возникновение ситуации, в которой средние и наилучшие особи формируют примерно одинаковое количество потомков в новых поколениях.

Применяют три основных способа масштабирования:

– линейное;

– сигма-отсечение;

– степенное.

Линейное масштабирование заключается в таком преобразовании функции приспособленности, при котором её среднее значение до масштабирования было бы равно её среднему значению после него, а приспособленность лучшей особи отличалась бы от средней приспособленности в 1,2–2,0 раза. Для выполнения указанных требований специально подбирают коэффициенты a и b масштабирующей зависимости:

(6)

Сигма-отсечение – метод масштабирования, основанный на преобразовании функции приспособленности с помощью выражения (формула приведена для решения задачи максимизации):

(7)

где – средняя приспособленность популяции при её начальной генерации; c – малое натуральное число (как правило, из отрезка от 1 до 5); σ – стандартное (среднеквадратичное) отклонение принадлежностей особей по популяции.

Степенное масштабирование – это метод, при котором функция преобразуется к новой форме согласно выражению:

(8) ,

где γ – число, немногим большее единицы, например, 1,005. Оно подбирается эмпирически с учётом специфики решаемой задачи.

По материалам учебного пособия: 
Дударов С. П. Математические основы генетических алгоритмов: учеб. пособие/ С. П. Дударов. – М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. – 56 с.


Гость, оставишь комментарий?
Имя:*
E-Mail:


 
Свежее новое
  • В Москве пройдет один из крупнейших хакатонов в мире в сфере искусственного интеллекта
  • PicsArt, ведущая творческая платформа для создания контента и визуализации историй в социальных сетях с более чем 100 миллионами активных
  • Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» меняет взгляды на Технологическую Сингулярность
  • Учёные полагают, что Технологическая Сингулярность наступит тогда, когда Сильный Искусственный Интеллект будет способен самостоятельно создавать себе
  • Навыки голосовых помощников от Amazon, Google, Microsoft и Яндекс
  • После лекции директора по маркетингу умного помощника Алисы, Даниилы Колесникова, меня посетило вдохновение и любопытство. Так как мы сами сейчас
  • Конкурс идей от лаборатории Касперского - Kaspersky Start Russia
  • Если ты инициативный лидер, у тебя есть знания в области IT и тебе хотелось бы возглавить собственный проект в лаборатории Касперского, то подай
  • Смарт-города, умный транспорт и инновации для ЖКХ: что обсуждали на конференции «Интернет вещей»
  • Интернет вещей для промышленности, транспорта, ЖКХ и торговли: в Москве обсудили развитие и внедрение технологии. Конференция «Интернет вещей»,
Последние комментарии
5 лучших приложений искусственного интеллекта для вашего телефона Android
какой это искусственный разум мне смешно не пудрите людям мозги ,голосовой поисковик- это интелект ха ха ну вы тут и загибаете фантастику
5 лучших приложений искусственного интеллекта для вашего телефона Android
Всё вышеперечисленное назвать интеллектом можно с большущей натяжкой. Так, программки-автоматы с почти хорошим распознаванием несложной речи.
Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» как основа Технологической Сингулярности России
У нас очень странный народ, если что не понимает, то обязательно надо сунуть в морду. Зачем? А не лучше ли поинтересоваться, почему именно так? У
Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» как основа Технологической Сингулярности России
Господин Чернов. Поясню. Любой инструмент, даже прозаическая кофемолка, проходят процедуру стендовых испытаний. Сертификат соответствия
Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» как основа Технологической Сингулярности России
     " И странная картина получается в коридорах власти ". Странная картина  получается, если полагать, что власть эта поставлена для решения задач
Мы в социальных сетях
Статистика
0  
Всего статей 1533
0  
Всего комментариев 64
0  
Пользователей 56