تحقیق الگوريتم بهينه سازی كلونی مورچه ها

توضیحات

 مواردی که در تحقیق الگوريتم بهينه سازی كلونی مورچه ها مورد بحث قرار گرفته اند:

• خواص عمومي كلوني مورچه ها
• کاربردهای الگوريتم های مورچه
• مسیر یابی خودرو
•  الگوریتم S-ANTNET
• هزار توی چند مسیره
• مسیر یابی در شبكه هاي مخابراتي
• هدایت ترافیک در الگوریتم مورچگان
• بررسي تكنيك ACO و MACO 
• الگوريتم حل مسأله توازن بار و مسير يابي 
• ايجاد اطلاعات مسير يابي و يافتن مسيرهاي كوتاه وبهينه 
• مكا نيزم Repulsion
• انتخاب گره بعدي توسط مكانيزم Repulsion 
• به روز رساني جداول فرومون 
• ايجاد توازن بار در شبكه
• ايجاد و ارسال فراخواني ها به شبكه 
• ايجاد توازن بار در شبكه
• ايجاد و ارسال فراخواني ها به شبكه 
• ايجاد توازن بار در شبكه
• نمودار ميانگين تاخير در هر گره
• نمودار ميانگين    Spare Capacity هر گره
• نتايج و پيشنهادات 

مقدمه

با وجود آنكه فقط 2 درصد از گونه حشرات داراي زندگي اجتماعي هستند ، اما بيش از 50 درصد توده زيستي حشرات را تشكيل مي دهند. اين ميزان در برخي جاها ، مانند جنگل هاي باراني آمازون به بيش از 75 درصد مي رسد.منظور از زندگي اجتماعي ، تجمع تعداد زيادي از يك گونه خاص در الب يك مجموعه يا كلوني و تعامل آنها با همديگر است.همه مورچه ها و موريانه ها و همچنين برخي از گونه هاي زنبورها در قالب كلوني زندگي مي كنند. اجتماع حشرات مي توانند مسائلي را با همكاري يكديگر حل و فصل نمايند كه هيچ يك از اعضاي آن اجتماع به تنهايي قادر به حل آنهانمي باشند.اكثر اين مسائل به صورت مسائل بهينه سازي قابل بيان هستند. به عنوان مثال تلاش حشرات براي يافتن كوتاه ترين مسير در هنگام جستجو براي غذا ، تخصيص مناسب نيروهاي كاري براي انجام كارهاي مختلف ، و همچنين  طبقه بندي محل هاي حاوي تخم ها و نوزادان ، از جمله مسائل بهينه سازي هستندكه حشرات اجتماعي با همكاري يكديگر آنها را حل مي كنند . هر تلاشي كه براي حل يك مساله بهينه سازي مي شود، باعث به وجود آمدن اطلاعاتي در مورد آن مساله مي گردد. به منظور همكاري براي حل يك مساله بهينه سازي ، وجود داشتن مسيري براي انتقال اطلاعات بين اعضاي جامعه ، ضروري است. به اين ترتيب در هر اجتماع از حشرات، نوع خاصي از ارتباط بين حشرات وجود دارد. اين ارتباط در گونه هاي مختلف مي تواند به صورت مستقيم يا غير مستقيم در ميان حشرات برقرار باشد.به عنوان مثال هنگامي كه يك زنبور عسل يك منبع غذايي جديد پيدا مي كند،با اجراي يك رقص ويژه جهت و فاصله محل منبع غذايي را به ساير زنبورها اطلاع مي دهد . اين يك ارتباط مستقيم است.به نحوي كه براي آنكه زنبوري از پيام مورد نظر اطلاع يابد،مي بايست رقص زنبور را مستقيما  مشاهده و آن را تعبير و تفسير كند. ارتباط و تماس فيزيكي نوع ديگري از ارتباط هاي مستقيم ميان حشرات اجتماعي است.

ارتباط غير مستقيم نياز به مهارت بيشتري دارد. د اين نوع ارتباط حشره مي بايست محيط اطراف را به نحوي تغيير دهد كه ساير هم نوعانش از تغيير محيط آگاه شوند و پيام مورد نظر حشره را دريافت كنند .

الگوريتم بهينه سازی كلونی مورچه ها

    الگوريتم بهينه سازي كلوني مورچه ها ، و يا به اختصار الگوريتم مورچه ها ،از رفتار مورچه هاي طبيعي كه در مجموعه هاي بزرگ در كنار هم زندگي مي كنند الهام گرفته شده است. الگوريتم هاي ديگري نيز بر اين اساس ساخته شده اندكه همگي سيستم هاي چند عاملي هستند و عامل هاي مورچه هاي مصنوعي يا به اختصار مورچه هايي هستند كه مشابه با مورچه هاي واقعي رفتار مي كنند . الگوريتم مورچه ها، يك مثال بارز از هوش جمعي هستند كه در آن عامل هايي كه ابليت چندان بالايي ندارند، در كنار هم و با همكاري يكديگر مي توانند نتايج بسيار خوبي به دست بياورند.  اگر تا کنون به پیک نیک رفته باشید بدون شک با مورچه برخورد داشته اید یک مورچه تنها توجه شما را به خود جلب نمی کند بلکه رفتار جمعی مورچه ها که در یک خط قرار گرفته اند و تکه های غذای شما را با خود حمل میکنند نظر شما را به خود جلب کرده است. مورچه ها حشراتی اجتماعی محسوب می شوند. یک مورچه به تنهایی هوشمند نیست ولی وقتی آنها جزئی از یک کلونی باشند، رفتار گروهی پیچیده ای از برخورد بین هر یک از مورچه ها که هر یک رفتار ساده ای نشان میدهند دیده خواهد شد.مورچه ها يك مجموعه ، خود- ترتيب هستند و رفتارهاي پيچيده كل مجموعه صرفا ناشي از رفتارهاي ساده اي است كه تك تك مورجه ها به صورت خود-ترتيب انجام مي دهند.اين خواص جمعي و فردي به نحوي هستند كه بر روي مسائل مختلف كارايي مناسبي دارند. به خصوص، هنگامي كه در يك بازه زماني خاص، برخي از مورچه ها عملكرد مناسبي نداشته باشند ، با اين وجود عملكرد كلي مجموعه مناسب خواهد بود.

همانطور كه گفتيم ، این پدیده مشخصه تمام هوشمند های گروهی مانند زنبور عسل، پرندگان، ماهی ها و کرم پروانه است که نوع دیگری از هوش گروهی محسوب می شود که در آن چیزی که  ایجاد می شود بزرگتر از مجموع اجزاء آن است. یکی از رفتارهای پیچیده، قابلیت مشخص کردن کوتاه ترین مسیر بین دو نقطه است. مورچه ها باید لانه هایشان را برای پیدا کردن غذا ترک کنند ولی کلونی نمیداند که غذا در کجا قرار دارد. هر مورچه به تنهایی و از روی شانس برای جهتی که باید حرکت کند تصمیم گیری میکند. احتمال اینکه مورچه ها از یک مسیر بروند کاملا با احتمال اینکه از مسیر دیگری حرکت کنند برابر است. به محض اینکه مورچه غذا پیدا کند تعدادی از آنها را به لانه می برد . وقتی مورچه ها حرکت میکنند یک ماده شیمیایی به نام فرومون را از خود به جای می گذارند، که مورچه های دیگر می توانند آن را بو کنند و تشخیص دهند که یک مورچه قبلا در آن مسیر بوده است. مورچه هایی که نزدیک ترین منبع غذا را پیدا کنند می توانند فرومون بیشتری از خود به جای بگذارند زیرا زمان طی مسیر آنها کمتر از بقیه است. در نهایت وقتی بقیه مورچه ها به لانه بر می گردند بر اساس مقدار فرومونی که بو می کنند تصمیم می گیرند از کدام مسیر بروند. هر چه سطح فرومون بیشتر باشد احتمال اینکه مورچه از آن مسیر برود بیشتر است. هر چه تعداد مورچه هایی که کوتاه ترین مسیر را میدانند بیشتر باشد سطح فرومون افزایش می یابد تا هنگامی که تمام مورچه ها از همان مسیر حرکت کنند .

توجه:

• برای مشاهده مطالب کامل لطفا اقدام به خرید فایل نمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.