Algoritmos Genéticos Marcone Jamilson Freitas Souza

Slides:



Advertisements
Apresentações semelhantes
Unidade VII Algoritmos Genéticos
Advertisements

Algoritmos Genéticos Teresa B. Ludermir.
Busca Informada Parte 3 – Algoritmos Genéticos
Algoritmos Genéticos Adriano Joaquim de O Cruz ©2003 NCE/UFRJ
Algoritmos Genéticos Alex F. V. Machado. Algoritmos Genéticos Quanto melhor um indivíduo se adaptar ao seu meio ambiente, maior será sua chance de sobreviver.
Origem O Problema de Steiner em Grafos é derivado do Problema Euclideano de Steiner, proposto na verdade por Fermat no século XVII. O problema em sua versão.
Algoritmos Genéticos Problema das 8 Rainhas Algoritmo Genético
Optimization and Decision Support Techniques FUNDAMENTOS DE ALGORITMOS GENÉTICOS Pedro Miguel A. S. Melo FEUP – Fevereiro de 2008.
Fundamentos dos Algoritmos Genéticos Alex F. V. Machado.
Algoritmos Genéticos Alex F. V. Machado. Algoritmos Genéticos Quanto melhor um indivíduo se adaptar ao seu meio ambiente, maior será sua chance de sobreviver.
Algoritmos Genéticos Alex F. V. Machado.
Computação Evolucionária
Adriano Joaquim de O Cruz
ÉLDMAN DE OLIVEIRA NUNES E AURA CONCI INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO UFF
Implementação de AG no Balanceamento Interativo de Linhas de Montagem
Relaxação Adaptativa Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto
Iterated Local Search (ILS)
Colônia de Formigas (Ant Colony Optimization)
Busca Tabu - Revisão Marcone Jamilson Freitas Souza
Inteligência Computacional para Otimização Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto
Introdução à Otimização
Busca Dispersa Scatter Search
Computação Evolutiva: Programação Genética
Computação Evolutiva: Estratégias Evolutivas
Otimização de Funções Contínuas via Algoritmos Genéticos Adaptado do trabalho realizado por: Frederico Heitor Mônica do Amaral.
Inteligência Computacional para Otimização Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto
Otimização de Funções Contínuas via Algoritmos Genéticos
Maximização de Funções usando Simulated Annealing
Reconhecimento de Padrões Computação Evolutiva
XXXV SBPO - PROGRAMAÇÃO DE TRIPULAÇÕES DE ÔNIBUS URBANO:
Inteligência Computacional para Otimização
Inteligência Computacional para Otimização
Busca Tabu Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação
Inteligência Artificial
Algoritmo Genético.
Algoritmos Genéticos Prof. Luis Otavio Alvares II/UFRGS
Algoritmos Genéticos Rômulo Ferreira Douro.
Apresentação Introdução à Programação Genética Título :
Eduardo do Valle Simões Renato Tinós ICMC - USP
Métodos Populacionais
Controle de parâmetros em algoritmos evolucionários
Inteligência Artificial I
Métodos Populacionais
Sistemas Inteligentes
O PROBLEMA DE SCHEDULING EM JOB-SHOP
Anne Magály de PaulaCanuto DIMAp/UFRN
Algoritmos Evolutivos Algoritmos Genéticos Introdução
Algoritmos Genéticos Ricardo Prudêncio.
INF 1771 – Inteligência Artificial
PROBLEMA DO EMPACOTAMENTO
O PROBLEMA DE SCHEDULING EM JOB-SHOP
Inteligência Artificial
II. METODOLOGIA Ambas as antenas, PIFA modificada e BFMA, foram analisadas numericamente empregando as equações integrais dos potenciais em conjunto com.
O PROBLEMA DE SCHEDULING EM JOB-SHOP
* Cadeias formadas por três símbolos: 0, 1, e * * O símbolo * (um curinga) significa 0 ou 1.
Resolução de problemas por meio de busca
Computação Evolutiva : Um Novo Paradigma Para a Resolução de Problemas Complexos Aurora Pozo Pós-graduação em Informática, Pós-graduação em Métodos Numéricos.
Inteligência Artificial I
Optimização Os problemas de optimização têm como objetivo maximizar ou minimizar uma função definida sobre um certo domínio Optimizar (max ou min)
Inteligência Computacional para Otimização Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto
Projeto de um Algoritmo Genético Híbrido para Planejamento Operacional de Curto Prazo de Minerações a Céu Aberto Robert Fabricio Subtil.
Algoritmos Genéticos Ricardo Prudêncio.
Inteligência Artificial
Computação Evolutiva Nome dado ao estudo de algoritmos cuja inspiração é o processo de evolução natural das espécies. Origem: trabalho de um pesquisador.
Algoritmos Genéticos ÝIntrodução ÝHistórico ÝAlgoritmo Genético Básico: 3Representação de um indivíduo 3Função de aptidão 3Operadores genéticos 3Critério.
Algoritmos Genéticos Uma visão geral do método Cláudio M. N. A. Pereira.
Taís Sineiro Herig Laboratório de Genômica e Expressão / UNICAMP
Métodos Populacionais. Mantém um conjunto de soluções candidatas e não só uma solução Cada solução será modificada e avaliada Hill-Climbing paralelos.
1 Problemas Numéricos com Representação por Números Reais Prof. Marco Aurélio C. Pacheco.
Universidade do Sul de Santa Catarina Ciência da Computação Técnicas de Inteligência Artificial Aula 10 Algoritmos Genéticos Max Pereira.
Transcrição da apresentação:

Algoritmos Genéticos Marcone Jamilson Freitas Souza Departamento de Computação Universidade Federal de Ouro Preto http://www.iceb.ufop.br/prof/marcone

Algoritmos Genéticos Método de busca populacional, i.e, parte de um conjunto de soluções, aplicando sobre estes operadores que visam à melhoria desse conjunto Fundamentam-se em uma analogia com processos naturais de evolução, nos quais, dada uma população, os indivíduos com características genéticas melhores têm maiores chances de sobrevivência e de produzirem filhos cada vez mais aptos, enquanto indivíduos menos aptos tendem a desaparecer As características dos indivíduos, registradas em seus genes, são transmitidas para seus descendentes e tendem a propagar-se por novas gerações Características dos descendentes são parcialmente herdadas de seus pais (Crossover) e parcialmente de novos genes criados durante o processo de reprodução (Mutação)

Operadores genéticos CROSSOVER MUTAÇÃO

Algoritmos Genéticos O objetivo de um AG é o de tentar melhorar as qualidades genéticas de uma população através de um processo de renovação iterativa das populações

Relação entre AG e Problema de Otimização Indivíduo Solução de um problema População Conjunto de soluções Cromossomo Representação de uma solução Gene Parte da representação de uma solução Crossover / Mutação Operadores de busca

Estrutura de um AG básico Gere uma população inicial Avalie a população Critérios de parada satisfeitos? Sim Liste os melhores indivíduos Não Selecione os pais Crossover Mutação Avalie a população Defina a população sobrevivente Geração de uma nova população

Avaliação de cromossomos Feita pela função de aptidão (fitness) Em um problema de maximização pode ser a própria função objetivo Em um problema de minimização pode ser o inverso da função objetivo

Avaliação de cromossomos: exemplo para problema de minimização Função escala: alpha f(x) beta min x max

Fase de seleção Binary tournament selection: Aleatório Roleta russa Selecionar dois indivíduos aleatoriamente O primeiro pai é o indivíduo com maior aptidão Selecionar, aleatoriamente, outros dois pais O segundo pai é o indivíduo com maior aptidão nessa nova seleção Aleatório Roleta russa

Fase de reprodução Dois ou mais cromossomos passam por um processo de mutação e/ou recombinação para gerar novos cromossomos filhos (offsprings) Operador mutação clássico p = ( 0 1 0 1 )  p = ( 0 1 1 1 )

Fase de reprodução Operador crossover clássico (one point crossover): Descendentes são formados a partir da reunião de segmentos de cada pai p1 = ( 0 1 1 | 1 0 0 ) p2 = ( 1 0 1 | 0 1 0 )  O1 = ( 0 1 1 | 0 1 0 ) O2 = ( 1 0 1 | 1 0 0 )

Exemplo de operador crossover para o PCV Operador OX Operador crossover de dois pontos de corte Cruzamento entre os pais geram dois filhos Filhos herdam a ordem de visita dos pais

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5}

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5}

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (x x x | 2 4 1 | 8 x x)

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (x x x | 2 4 1 | 8 9 x)

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (x x x | 2 4 1 | 8 9 3)

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (7 x x | 2 4 1 | 8 9 3)

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (7 6 x | 2 4 1 | 8 9 3)

Operador OX para o PCV p1 = (6 3 8 | 2 4 1 | 5 7 9) f1 = (x x x | 2 4 1 | x x x) Ordem de visita de p2 = {8,9,3,1,2,7,4,6,5} f1 = (7 6 5 | 2 4 1 | 8 9 3)

Sobrevivência / morte de cromossomos Como selecionamos os cromossomos que devem sobreviver? Sobrevivem os que possuem os melhores níveis de aptidão? É importante permitir também a sobrevida de cromossomos menos aptos, do contrário o método ficaria preso em ótimos locais Elitismo

Seleção de cromossomos sobreviventes

Roleta russa: mecanismo para selecionar os cromossomos sobreviventes