معرفی الگوریتم بهینه سازی کلونی پنگوئن های امپراتور

الگوریتم پنگوئن های امپراتور یا Emperor Penguins Colony که به اختصار الگوریتم EPC نامیده می‌شود از جمله کاربردی‌ترین الگوریتم های فراابتکاری است. این الگوریتم در سال ۲۰۱۸ توسط Sasan Harifi ابداع و در ژورنال Evolutionary Intelligence پایگاه علمی Springer به چاپ رسیده است. الگوریتم متاهیوریستیک پنگوئن های امپراتور، با الهام از طبیعت و با استفاده از دو فاکتور گرمای بدن پنگوئن‌ها و نحوه حرکت شان در کلونی، یک راه‌حل مناسب برای مسئله بهینه‌سازی را ارائه می‌دهد.

نگاهی به زندگی پنگوئن‌ های امپراتور

پنگوئن‌ها، گونه ای از پرندگان هستند که نمی‌‎توانند پرواز کنند. تاکنون ۲۰ گونه از پنگوئن‌ها شناخته شده‌اند که بزرگ‌ترین و برترین گونه، همین گونه پنگوئن‌های امپراتور است. پنگوئن‌های امپراتور، قدی بالغ بر ۱۳۰ سانتی متر دارند و ازجمله بهترین غواصان هستند. جثه بزرگشان آن‌ها را به تنها مهره دارانی تبدیل کرده است که در شرایط سخت زیستی قطب جنوب و تا دمای ۴۰ درجه زیر صفر رشد یافته یا حتی زندگی می‌کنند.

نکته قابل توجه این که در راستای مقاومت در برابر این محیط خشن و صرفه جویی در مصرف انرژی، پنگوئن‌های امپراتور سازگاری رفتاری، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی قابل توجهی از خود نشان می‌دهند که بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته است. به همین دلیل است که الگوریتم پنگوئن‌های امپراتور بسیار مورد توجه دانشمندان این حوزه است.

پرندگان دریایی در کلونی خود رشد می‌کنند یعنی درواقع، برخلاف پرندگان خشکی، در محل زیست پرندگان دریایی چیزی به نام لانه وجود ندارد. توده‌های عظیمی از پنگوئن‌ها، کنار هم جمع می‌شوند تا یکدیگر را گرم نگه دارند. این توده عظیم Huddle نام دارد و برای توصیف تراکم آن، می‌توان گفت که این توده از صدها پنگوئن تشکیل شده و شامل ده پرنده در یک متر مربع می‌شود.

الگوریتم پنگوئن های امپراتور

فرض اولیه در الگوریتم پنگوئن‌ های امپراطور، این است که پنگوئن‌ها در سراسر محیط مورد بررسی، پراکنده شده باشند. بنابراین در همین ابتدا و قبل از پیچیده شدن مراحل، ابتدا بایستی موقعیت هر پنگوئن نسبت به پنگوئن دیگر سنجیده شود. در نظر داشته باشید که یک پنگوئن، معمولاً به سمت پنگوئنی می‌رود که هزینه جذب پایینی دارد. بنابراین فاکتور دوم مورد سنجش هم، هزینه جذب هر پنگوئن است که با توجه به شدت گرما و میزان مسافت، مورد سنجش قرار می‌گیرد.

طی این الگوریتم، در هر مرحله از جذب، در واقع یک راه‌حل جدید برای مسئله مورد بررسی، ارزیابی شده و شدت گرما، بروزرسانی می‌گردد. در ادامه، تمام راه‌حل‌ها مرتب سازی شده و بهترین شان انتخاب می‌گردد. البته در این میان، یک نسبت میرایی هم برای هر پنگوئن ارزیابی می‌شود که عواملی همچون حرکت هر پنگوئن، تابش گرما و جذب حرارت در میزان آن، تأثیر می‌گذارد. هر چه نسبت میرایی کمتر باشد؛ آن راه حل مناسب‌تر است.

فهرست مطالب

• مقدمه
• کدام الگوریتم فراابتکاری مناسب تر است؟
• ویژگی های زیستی و فیزیکی پنگوئن های امپراتور
• رفتار امپراتورها در اجتماع
• شکل گیری کلونی پنگوئن های امپراتور
• نحوه حرکت در کلونی پنگوئن های امپراتور
• الگوریتم پنگوئن های امپراتور
• محاسبه مساحت سطح بدن هر پنگوئن
• محاسبه انتقال حرارت
• شدت گرما و جذابیت پنگوئن
• جزئیات حرکت پنگوئن ها در داخل کلونی
• سرانجام حرکت پنگوئن ها در داخل کلونی
• محاسبات مربوط به حرکت پنگوئن ها در داخل کلونی
• مقایسه عملکرد الگوریتم EPC با سایر الگوریتم ها
• عملکرد الگوریتم در تابع Ackley
• عملکرد الگوریتم در تابع Sphere
• عملکرد الگوریتم در تابع Rosenbrock
• عملکرد الگوریتم در تابع Rastrigin
• عملکرد الگوریتم در تابع Griewank
• عملکرد الگوریتم در تابع Bukin
• عملکرد الگوریتم در تابع Bohachevsky
• جمع بندی

درباره اثر

در پاورپوینت آماده الگوریتم پنگوئن های امپراتور EPC به توضیح و تشریح کامل الگوریتم بهینه سازی کلونی پنگوئن های امپراطور پرداخته شده و در ۳۱ صفحه در قالب فرمت آکادمیک طراحی شده است. این پاورپوینت مناسب برای ارائه کلاسی در حوزه الگوریتم های بهینه سازی، فرا ابتکاری مبتنی بر هوش جمعی می‌باشد. این پاورپوینت توسط گروه پی استور تضمین کیفیت شده و محصول دارای نشان تضمین کیفیت پی استور می‌باشد. برای تهیه این پاورپوینت آن را خریداری کنید. به محض خرید لینک دانلود قابل مشاهده خواهد بود.