Algoritmos Genéticos

Análise de algoritmo de procura de ótimo global de um problema de evolução celular

Luan Carlos Araldi

Leonardo Prange

UNIVALI

Oque é Algoritmo Genético?

Metaheurística inpirada pelo conceito de seleção natural

 

Busca a melhor solução para o problema

 

Algoritmos de busca e otimização

 

Simples implementação com natureza complexa

Como é construído

  1. Geração de população aleatória
  2. Cálculo de método de fitness
  3. Realiza método de escolha para o acasalamento
  4. Realiza acasalamento dos escolhidos
  5. Checa se existe mutação
  6. Checa se o ponto de parada foi atingido
  7. Se ponto de parada foi atingido para execução, senão volta ao passo 2

Problema

Quantas gerações são necessárias para que a evolução das celulas atinja o alvo especificado?

Vermelho

Verde

Azul

0 - 255

Problema

30 Cromossomos (Bolinhas Coloridas)

3 Genes (RGB)

Método Fitness

Método de Parada

Ótimo Global encontrado

Distância entre a cor alvo e atual igual a 0 (mesma cor)

Método de Torneio

1

2

3

4

5

6

7

8

1

4

5

8

1

7

3

2

5

8

6

8

1

2

8

8

1

8

3

7

4

6

2

5

8

7

4

2

1

3

6

4

5

2

7

8

1

4

2

8

Taxa de Mutação

1% ~10%

Para localização rápida de um ótimo global !

0,1% ~1%

Para localização rápida de um ótimo local !

Exceto a cor branca... (255, 255, 255)

População de Busca

RGB (191, 77, 77)

População de Busca

460 Gerações

Conclusões

Taxa de mutação dinâmica referente a cor alvo

População dinâmica dependendo do atual comportamento do modelo

Implementação de outros métodos de escolha de cromossomos

Desenvolvimento de uma biblioteca de geração de algoritmos genéticos em Node.js

Referências

http://www.cameron.edu/~pdiaz-go/GAsPopMetric.pdf

https://en.wikipedia.org/wiki/Color_difference

http://www.theprojectspot.com/tutorial-post/creating-a-genetic-algorithm-for-beginners/3

http://web.mit.edu/deweck/www/PDF_archive/3%20Refereed%20Conference/3_29_AIAA_2004_1911.pdf

https://github.com/LuanAraldi/artificial-bacterias

deck

By Luan Araldi

deck

  • 136