PSO - dalelių spiečiaus optimizavimas

Įvadas
Terminas „Alife“ (angl. Artificial Life) išvertus į lietuvių kalbą „Dirbtinis gyvenimas“ yra sąvoka, naudojama apibūdinti mokslą, naudojamą žmogaus sukurtose sistemose, kuriose dominuoja kai kurios esminės ypatybės iš tikro gyvenimo ar mąstymo. „Alife“ galime išskirti į du mokslo tyrinėjimo objektus:
1 – “ALife” mokslas, kaip skaičiavimo metodika gali būti naudinga neįprastuose biologiniuose reiškiniuose;
2 – “ALife” mokslas, kaip biologiniai metodai gali būti naudingi skaičiavimo problemų sprendimui.
Šio rašto darbo tema apima antrąjį punktą, nors ir egzistuoja daugiau skaičiavimo metodų paremtų biologiškai, pavyzdžiui: dirbtinis neuronų tinklas – yra supaprastintas žmogaus smegenų modelis; genetiniai algoritmai – paremti žmogaus vystymusi.
Tačiau yra dar viena biologinės sistemos rūšis – socialinė sistema. Tai labai specifinė sistema, paremta paprastų individų kolektyvine elgsena, jų sąveika su aplinka ir vieno su kitu. Tai dar vadinama – spiečiaus intelektika. Visi šie imitavimai panaudojami lokaliniuose procesuose, kaip tam specialiai sukurtuose robotuose, ar sudaryta neprognozuojamos žmonių grupės judėjimo elgsena.
Šiai dienai yra dvi populiarios spiečiaus pagrindu sukurtos skaičiavimo metodologijos: Ant Colony Optimization (ACO) ir dalelių spiečiaus optimizacija (PSO).
Šiame intelektikos metodų ir algoritmų rašto darbe aprašoma pasirinkta tema – „Dalelių spiečiaus optimizavimas (PSO)“ (angl. „particle swarm optimization). PSO yra optimizacijos algoritmas remiantis spiečių intelektikos teorija. Šį metodą pirmieji pristatė Kennedy ir Eberhart, kurie jį išrado imituodami paukščių pulkų judėjimus.
Lyginant su vystymosi (evoliucionavimo) apskaičiavimo technologijomis, dalelių spiečiaus optimizavimas apima visuotinę paieškos strategiją, paremtą spiečiais, bet šis modelis paiešką realizuoja lengviau ir išvengia komplikuotų genetinių operacijų. Šio modelio specifinė atminties funkcija suteikia galimybę dinamiškai pritaikyti ieškojimo strategiją, surasdamas atliekamos paieškos padėtį. Taigi, PSO yra efektyvus alternatyvus tikimybių paieškos algoritmas.
1. Apie dalelių spiečiaus optimizavimą (PSO)
Dalelių spiečiaus optimizavimas (PSO) yra vienas iš tikimybių optimizacijos algoritmų. Šios algoritmo autoriai yra Dr. Eberhart ur Dr. Kennedy, kurie 1995 metais įkvėpti biologinių padarų (žuvų, paukščių pulkų, žmonių) sugalvojo šį modelį.
Dalelių spiečiaus optimizavimas dalinasi daug panašumu su evoliucionavimo skaičiavimo technika, kaip genetiniai algoritmai (GA). Algoritmo kintamieji...

Daugiau informacijos...