Obsah:
Definícia - Čo znamená genetický algoritmus?
Genetický algoritmus je metóda heuristického vyhľadávania používaná v umelej inteligencii a výpočtovej technike. Používa sa na nájdenie optimalizovaných riešení problémov vyhľadávania na základe teórie prírodného výberu a evolučnej biológie. Genetické algoritmy sú vynikajúce na prehľadávanie veľkých a komplexných súborov údajov. Považujú sa za schopné nájsť primerané riešenia zložitých problémov, pretože sú vysoko schopné riešiť neobmedzené a obmedzené optimalizačné problémy.
Techopedia vysvetľuje genetický algoritmus
Genetický algoritmus využíva na riešenie problému techniky inšpirované evolučnou biológiou, ako je selekcia, mutácia, dedičnosť a rekombinácia. Najbežnejšie používanou metódou v genetických algoritmoch je vytvorenie skupiny jednotlivcov náhodne z danej populácie. Jednotlivci takto formovaní sa hodnotia pomocou vyhodnocovacej funkcie poskytovanej programátorom. Jednotlivcom sa potom poskytuje skóre, ktoré nepriamo zdôrazňuje vhodnosť pre danú situáciu. Najlepší dvaja jednotlivci sa potom použijú na vytvorenie jedného alebo viacerých potomkov, po ktorých sa na potomkach uskutočnia náhodné mutácie. V závislosti od potrieb aplikácie postup pokračuje, až kým sa nedosiahne prijateľné riešenie alebo kým neuplynie určitý počet generácií.
Genetický algoritmus sa odlišuje od klasického optimalizačného algoritmu založeného na derivátoch dvoma spôsobmi:
- Genetický algoritmus generuje populáciu bodov v každej iterácii, zatiaľ čo klasický algoritmus generuje jeden bod v každej iterácii.
- Genetický algoritmus vyberie nasledujúcu populáciu výpočtom pomocou generátorov náhodných čísel, zatiaľ čo klasický algoritmus vyberie ďalší bod deterministickým výpočtom.
V porovnaní s tradičnou umelou inteligenciou poskytuje genetický algoritmus mnoho výhod. Je robustnejšia a náchylná na poruchy v dôsledku miernych zmien vo vstupoch alebo v dôsledku prítomnosti hluku. Pokiaľ ide o ďalšie optimalizačné metódy, ako je prax, lineárne programovanie, heuristika, prvá alebo šírka-prvá, môže genetický algoritmus poskytnúť lepšie a významnejšie výsledky pri hľadaní veľkých multimodálnych stavových priestorov, veľkých stavových priestorov alebo n-rozmerných povrchov.
Genetické algoritmy sa široko používajú v mnohých oblastiach, ako je robotika, automobilový dizajn, optimalizované telekomunikačné smerovanie, inžiniersky dizajn a počítačom podporovaný molekulárny dizajn.
