بركة التزاوج

يُعدّ مفهوم "مجموعة التزاوج" أحد المفاهيم المستخدمة في الخوارزميات التطورية ، ويعني مجموعة من الآباء والأمهات للجيل التالي. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

تتكون مجموعة التزاوج من الحلول المرشحة التي تعتبرها عوامل الاختيار ذات أعلى لياقة في المجموعة الحالية. تُسمى الحلول المُدرجة في مجموعة التزاوج بالآباء. يمكن إدراج الحلول الفردية بشكل متكرر في مجموعة التزاوج، حيث يكون للأفراد ذوي قيم اللياقة الأعلى فرصة أكبر للإدراج عدة مرات. ثم تُطبق عوامل التزاوج على الآباء، مما يؤدي إلى إعادة تركيب الجينات المُعترف بها على أنها متفوقة. أخيرًا، تُدخل تغييرات عشوائية في الجينات من خلال عوامل الطفرة ، مما يزيد من التنوع الجيني في مجموعة الجينات. تُحسّن هاتان العاملتان فرصة إنشاء حلول جديدة متفوقة. وبذلك، يتم إنشاء جيل جديد من الحلول، وهم الأبناء، الذين سيشكلون المجموعة التالية. اعتمادًا على طريقة الاختيار، يمكن أن يختلف العدد الإجمالي للآباء في مجموعة التزاوج عن حجم المجموعة الأولية، مما ينتج عنه مجموعة جديدة أصغر حجمًا. لمواصلة الخوارزمية مع مجموعة متساوية الحجم، يمكن اختيار أفراد عشوائيين من المجموعات القديمة وإضافتهم إلى المجموعة الجديدة. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

في هذه المرحلة، يتم تقييم مدى ملاءمة الحلول الجديدة. إذا تحققت شروط الإنهاء، تنتهي العمليات. وإلا، فإنها تُعاد.

يؤدي تكرار الخطوات إلى ظهور حلول مرشحة تتطور بمرور الوقت نحو الحل الأمثل. ستصبح الجينات أكثر تجانسًا باتجاه الجين الأمثل، وهي عملية تُسمى التقارب . إذا كان 95% من أفراد المجموعة يشتركون في نفس نسخة الجين، يكون الجين قد تقارب. وعندما تصل جميع قيم اللياقة الفردية إلى قيمة أفضل فرد، أي عندما تتقارب جميع الجينات، يتحقق تقارب المجموعة. ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}

إنشاء بركة التزاوج

يمكن تطبيق عدة طرق لإنشاء مجموعة تزاوج. تتضمن جميع هذه العمليات التكاثر الانتقائي لعدد محدد من الأفراد داخل المجموعة. توجد معايير متعددة يمكن استخدامها لتحديد الأفراد الذين سينضمون إلى مجموعة التزاوج والذين سيُستبعدون. يمكن تقسيم طرق الانتقاء إلى ثلاثة أنواع رئيسية: الانتقاء النسبي القائم على اللياقة ، والانتقاء الترتيبي، والانتقاء القائم على العتبة.

اختيار متناسب مع اللياقة البدنية

في حالة الانتقاء المتناسب مع اللياقة، يتم اختيار أفراد عشوائيًا للدخول إلى المجموعة. ومع ذلك، فإن الأفراد ذوي اللياقة الأعلى هم الأكثر ترجيحًا للاختيار، وبالتالي لديهم فرصة أكبر لنقل سماتهم إلى الجيل التالي. ^{[ 2 ]}^{[ 5 ]}

إحدى التقنيات المستخدمة في هذا النوع من اختيار الآباء هي اختيار عجلة الروليت. تعتمد هذه الطريقة على تقسيم عجلة دائرية افتراضية إلى خانات مختلفة، يساوي حجم كل خانة منها قيم اللياقة لكل مرشح محتمل. بعد ذلك، تُدار العجلة، وتُحدد نقطة ثابتة الفرد الذي سيتم اختياره. كلما زادت قيمة لياقة الفرد، زادت احتمالية اختياره كأب أو أم عن طريق الدوران العشوائي للعجلة. بدلاً من ذلك، يمكن تطبيق أسلوب المعاينة الشاملة العشوائية. تعتمد طريقة الاختيار هذه أيضًا على دوران عجلة دوارة. مع ذلك، في هذه الحالة، توجد أكثر من نقطة ثابتة، ونتيجة لذلك، سيتم اختيار جميع أفراد مجموعة التزاوج في وقت واحد. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

الاختيار القائم على الترتيب

تشمل أساليب الاختيار القائمة على الترتيب كلاً من اختيار البطولة واختيار التصنيف. يتضمن اختيار البطولة اختيار أفراد من مجموعة سكانية عشوائيًا، ثم مقارنة مستويات لياقتهم. الفائزون في هذه "البطولات" هم أصحاب أعلى القيم، ويُختارون للتزاوج كآباء. أما في اختيار التصنيف، فيتم ترتيب جميع الأفراد بناءً على قيم لياقتهم. بعد ذلك، يتم اختيار الآباء وفقًا لترتيب المرشحين. لكل فرد فرصة للاختيار، ولكن يُفضّل الأفراد ذوو الترتيب الأعلى ^{[ 5 ]}^{[ 6 ].}

الاختيار القائم على العتبة

يُشار إلى النوع الأخير من أساليب الاختيار باسم أسلوب الاختيار القائم على العتبة. ويشمل هذا الأسلوب أسلوب الاختيار بالقطع ، الذي يصنف الأفراد بناءً على قيمهم الظاهرية لصفة معينة، ثم يختار نسبة منهم ممن تقع قيمهم ضمن عتبة معينة ليكونوا آباءً. ^{[ 7 ]}

مراجع

↑ "الخوارزميات التطورية" . الذكاء الحسابي . سبرينغر. 2008. ص 265-347 . doi : 10.1007/978-3-540-76288-1_7 . ISBN 978-3-540-76287-4.
1 2 3 4 ريجوباثي، ر. "تحسين تكلفة الهيكل الإطاري متعدد الطوابق المصنوع من الخرسانة المسلحة باستخدام الخوارزمية الجينية الهجينة". المجلة الدولية للبحوث الهندسية والتكنولوجيا (IRJET) ، المجلد 4، العدد 7، يوليو 2017، ص 890، www.irjet.net/archives/V4/i7/IRJET-V4I7211.pdf.
^ ألكسندر شاتن (19 يونيو 2002). "الخوارزميات الجينية" .
↑ ميتشل، ميلاني؛ تايلور، تشارلز إي. (نوفمبر 1999). "الحوسبة التطورية: نظرة عامة" . المراجعة السنوية لعلم البيئة والتصنيف . 30 (1): 593-616 . Bibcode : 1999AnRES..30..593M . doi : 10.1146/annurev.ecolsys.30.1.593 . ISSN 0066-4162 .
1 2 3 4 بيزلي، د.، بول، د.ر.، ومارتن، ر.ر. (1993). نظرة عامة على الخوارزميات الجينية: الجزء 1، الأساسيات. الحوسبة الجامعية، 15(2)، 56-69.
1 2 غاندي، سونالي (4 سبتمبر 2020). "تحليل مقارن لخطة الاختيار" (ملف PDF) . المجلة الدولية للحوسبة اللينة والهندسة . 2 : 131-134 .
^ هارتموت، بوهلهايم. "الخوارزميات التطورية 3 اختيار" . جيتبكس . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2020 .

[1] "الخوارزميات التطورية" . الذكاء الحسابي . سبرينغر. 2008. ص 265-347 . doi : 10.1007/978-3-540-76288-1_7 . ISBN 978-3-540-76287-4.

[:0-2] 1 2 3 4 ريجوباثي، ر. "تحسين تكلفة الهيكل الإطاري متعدد الطوابق المصنوع من الخرسانة المسلحة باستخدام الخوارزمية الجينية الهجينة". المجلة الدولية للبحوث الهندسية والتكنولوجيا (IRJET) ، المجلد 4، العدد 7، يوليو 2017، ص 890، www.irjet.net/archives/V4/i7/IRJET-V4I7211.pdf.

[3] ألكسندر شاتن (19 يونيو 2002). "الخوارزميات الجينية" .

[4] ميتشل، ميلاني؛ تايلور، تشارلز إي. (نوفمبر 1999). "الحوسبة التطورية: نظرة عامة" . المراجعة السنوية لعلم البيئة والتصنيف . 30 (1): 593-616 . Bibcode : 1999AnRES..30..593M . doi : 10.1146/annurev.ecolsys.30.1.593 . ISSN 0066-4162 .

[:1-5] 1 2 3 4 بيزلي، د.، بول، د.ر.، ومارتن، ر.ر. (1993). نظرة عامة على الخوارزميات الجينية: الجزء 1، الأساسيات. الحوسبة الجامعية، 15(2)، 56-69.

[:2-6] 1 2 غاندي، سونالي (4 سبتمبر 2020). "تحليل مقارن لخطة الاختيار" (ملف PDF) . المجلة الدولية للحوسبة اللينة والهندسة . 2 : 131-134 .

[7] هارتموت، بوهلهايم. "الخوارزميات التطورية 3 اختيار" . جيتبكس . تم الاسترجاع في 15 سبتمبر 2020 .

[ 1 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 7 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	12 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗