Эволюционный алгоритм – Пояснения мутаций

Эволюционный алгоритм - Подробное объяснение мутаций

Иллюстрации с реализацией кода, примененные к примеру TSP

Изображение, созданное DALL·E 3 на основе запроса «Нарисуйте научно-фантастическое изображение, изображающее мутацию. Покажите «до» слева и «после» справа»

Это продолжение статьи «Эволюционный алгоритм — объяснение выборов».

Если вы читаете для получения общего представления о рекомбинации и мутации в представлении на основе премутации, эта статья будет полноценной самостоятельной статьей.

Однако, чтобы полностью понять все детали каждого этапа процесса, перед продолжением здесь будет полезно прочитать вышеуказанную связанную статью.

Вместе со сниппетами кода из предыдущей статьи вы сможете решить известную задачу коммивояжера (TSP) на своем персональном компьютере. И, что более важно, вы оцените все, что происходит за кулисами.

Добиваемся общего понимания

В первой части я предоставил обзор структуры эволюционного алгоритма, следующий:

Изображение от автора

После изучения нескольких терминов, используемых в EA, мы углубились в детали инициализации соответствующего генотипа (в разделе 3.1, для <1>), а также рулеточного колеса и турнирного выбора (в разделе 3.2, для <2>).

Теперь продолжим с разделом 3.3.

3.3 — Вариация

Вариации могут быть унарными (с участием одного генотипа) или бинарными (с участием двух генотипов). Цель состоит в том, чтобы получить новый(ые) генотип(ы), которые, надеюсь, будут иметь более высокую приспособленность, чем их предшественники.

Статистика помогает нам осознать эту надежду. Просто случайно некоторые генотипы будут лучше, а другие хуже. Работая в тесном взаимодействии с выбором родительского генотипа (раздел 3.2) и выбором выживания (раздел 3.4), «успехи» гораздо важнее «провалов».

В разделах 3.3.1 и 3.3.2 мы фокусируемся на изменениях в генотипах на основе перестановок.

Технически, процесс рекомбинации может включать более чем двух родителей, но больше не всегда значит лучше [1], и в рамках этой статьи ограничимся двумя родителями.