Еволюционна стратегия

Еволюционна стратегия (на английски: evolution strategy) е термин от компютърните науки, с който се означава техника за математическа оптимизация, базирана на биологично вдъхновените метафори за еволюция и адаптация на биологичните видове. Принадлежи на класа на еволюционните изчисления и методологиите за изкуствена еволюция.

История

Оптимизационната техника „еволюционна стратегия“ е разработена в началото на 1960-те и впоследствие доразвита през 1970-те от германските изследователи в областта на компютърните науки, кибернетиката и биониката Инго Рехенберг, Ханс-Паул Швефел и техните сътрудници.

Описание

Еволюционните стратегии използват представяния на оптимизационни задачи в термините на биологичната еволюция, основно ползвайки като оператори за търсене генетичните оператори мутация и селекция. Подобно на еволюционните алгоритми, тези оператори се прилагат в цикъл като всяка итерация от цикъла се нарича „поколение“. Последователността от поколения продължава дотогава, докато не бъде изпълнен определен критерий за край на цикъла.

Селекцията в еволюционните стратегии е детерминистична и единствено базирана на ранжиранията на фитнес функциите на индивидите в поколенията (вместо на фактическите фитнес стойности). Така резултатният алгоритъм става инвариантен по отношение на монотонните трансформации на фитнес функцията. Най-простата еволюционна стратегия работи над популация с размер 2: текущ индивид (родител) и резултатът от извършената над него мутация (наследник). Само ако стойността на фитнес функцията на наследника е поне толкова добра колкото е стойността на фитнес функцията на родителя, наследникът на свой ред става родител за следващото поколение; в противен случай се пренебрегва. Това е т.нар. (1 + 1)-еволюционна стратегия. По-общо, могат да се генерират λ наследници, които да се съревновават с родителя, което се нарича (1 + λ)-еволюционна стратегия. При този вид най-добрият наследник от поколението става родител за следващото поколение, а текущият родител се пренебрегва. За някои варианти на еволюционната стратегия има изведени доказателства за линейна сходимост в случая на еднопараметрична фитнес функция.^[1]^[2]

Вижте също

Източници

↑ Auger, A. Convergence results for the (1,λ)-SA-ES using the theory of φ-irreducible Markov chains // Theoretical Computer Science 334 (1-3). Elsevier, 2005. DOI:10.1016/j.tcs.2004.11.017. с. 35–69.
↑ Jägersküpper, J. How the (1+1) ES using isotropic mutations minimizes positive definite quadratic forms // Theoretical Computer Science 361 (1). Elsevier, 2006. DOI:10.1016/j.tcs.2006.04.004. с. 38–56.

Литература

Ingo Rechenberg (1971): Evolutionsstrategie – Optimierung technischer Systeme nach Prinzipien der biologischen Evolution (PhD thesis). Reprinted by Fromman-Holzboog (1973).
Hans-Paul Schwefel (1974): Numerische Optimierung von Computer-Modellen (PhD thesis). Reprinted by Birkhäuser (1977).
H.-G. Beyer and H.-P. Schwefel. Evolution Strategies: A Comprehensive Introduction. Journal Natural Computing, 1(1):3–52, 2002.
Hans-Georg Beyer: The Theory of Evolution Strategies: Springer 27 април 2001.
Hans-Paul Schwefel: Evolution and Optimum Seeking: New York: Wiley & Sons 1995.
Ingo Rechenberg: Evolutionsstrategie '94. Stuttgart: Frommann-Holzboog 1994.
J. Klockgether and H. P. Schwefel (1970). Two-Phase Nozzle And Hollow Core Jet Experiments. AEG-Forschungsinstitut. MDH Staustrahlrohr Project Group. Berlin, Federal Republic of Germany. Proceedings of the 11th Symposium on Engineering Aspects of Magneto-Hydrodynamics, Caltech, Pasadena, Cal., 24.–26.3. 1970.

Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата Evolution strategy в Уикипедия на английски. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс – Признание – Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година – от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.

ВАЖНО: Този шаблон се отнася единствено до авторските права върху съдържанието на статията. Добавянето му не отменя изискването да се посочват конкретни източници на твърденията, които да бъдат благонадеждни.

[1] Auger, A. Convergence results for the (1,λ)-SA-ES using the theory of φ-irreducible Markov chains // Theoretical Computer Science 334 (1-3). Elsevier, 2005. DOI:10.1016/j.tcs.2004.11.017. с. 35–69.

[2] Jägersküpper, J. How the (1+1) ES using isotropic mutations minimizes positive definite quadratic forms // Theoretical Computer Science 361 (1). Elsevier, 2006. DOI:10.1016/j.tcs.2006.04.004. с. 38–56.

[1]

[2]