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
  • Четверть населения Финляндии, будет обучена работе с роботами и нейросетями.
  • Финляндии предстоит расти и расти, перед тем, как она сможет выйти на мировой рынок с технологиями искусственного интеллекта и все же, это не мешает
  • Как искусственный интеллект передает информацию от людей, потерявших способность говорить?
  • Несколько групп ученых смогли преобразовать команды головного мозга в речь с помощью компьютера-синтезатора. Для того, чтобы это сделать, они
  • К 2025 году, роботы строители, могут составить 10 процентов рабочей силы Японии.
  • Япония является одной из стран, в которой автоматизация процесса строительства, происходит очень медленно. Роботы на практике показывают лишь то, что
  • Интуитивный Алгоритм Технологической Сингулярности на основе Сильного Искусственного Интеллекта «Smart-MES»
  • Технологическая Сингулярность означает такое быстрое развитие прогресса, связанное с созданием сообщества Сильных Искусственных Интеллектов, когда
  • Видеокамеры научились различать телефоны в руках автомобилистов
  • Совсем недавно, в Москве, Сергей Собянин сделал официальное заявление, что с 2019 года в Москве заработают камеры, которые будут отслеживать опасных
Последние комментарии
Каким был первый робот в мире? Происхождение слова "Робот"
Восхищения нет предела делу ваших рук и идей. Хочется склонить голову перед вашим трудом, хотя твердо придерживаюсь Библии (не поклоняться идолам)
Как работает Любовь? Квантовая связь нейронной активности Людей
Я думаю, когда начнется квантовое взаимодействие мржду человеком и ИИ это и будет началом конца.
Как работает Любовь? Квантовая связь нейронной активности Людей
Как вы считаете, возможно ли образование квантовых взаимодействий между человеком и ИИ? 
Сильный Искусственный Интеллект «Smart-MES» как основа Технологической Сингулярности России
А почему бы сразу СИИ не запустить в другую галактику, может там нет коррупции, воровства, плебейства и прочей муры, которая не только мешает
Искусственный Интеллект. Концепция развития и внедрения Искусственного Интеллекта (Искусственной Аналитики)
Согласен. проблема ИИ не в наборе задач. Главная проблема - познание процесса мышления как феномена физиологии головного мозга человека.
Мы в социальных сетях
Статистика
0  
Всего статей 1545
1  
Всего комментариев 76
0  
Пользователей 69