Алгоритмы роя

Алгоритмы роя

Роевой интеллект (алгоритмы роя) — это исследование компьютерных систем, вдохновленное «коллективным разумом». Коллективный разум возникает в результате сотрудничества большого количества однородных агентов в окружающей среде. Примеры включают косяки рыб, стаи птиц и муравьиные колонии. Этот интеллект децентрализован, самоорганизуется и распределяется по среде. В природе такие системы обычно используются для решения таких проблем, как эффективный поиск пищи, побег добычи или перемещение колонии.

Информация обычно хранится во всех участвующих однородных агентах или хранится или передается в самой среде, например, посредством использования феромоны у муравьев, пляски у пчел и близость у рыб и птиц.

Как группа, простые существа, следующие простым правилам, могут демонстрировать удивительное количество сложность, эффективность и даже креативность. Эта черта, известная как групповой интеллект, встречается в природе, но недавно исследователи начали использовать ее для преобразования различных областей, таких как робототехника, интеллектуальный анализ данных, медицина и блокчейны.

Муравьи, например, могут выполнять лишь ограниченный набор функций, но муравьиная колония может строить мосты, прокладывать магистрали с едой и информацией, вести войны и порабощать другие виды муравьев — все это выходит за рамки понимания одного человека. муравей. Точно так же косяки рыб, стаи птиц, пчелиные ульи и другие виды демонстрируют поведение, указывающее на планирование высшим разумом, которого на самом деле не существует.

Это происходит посредством процесса, называемого стигмергией. Проще говоря, небольшое изменение одного члена группы заставляет других членов вести себя по-другому, что приводит к новой модели поведения.

Когда муравей находит источник пищи, он помечает путь феромонами. Это привлекает других муравьев на этот путь, приводит их к источнику пищи и побуждает отмечать тот же путь большим количеством феромонов. Со временем самым эффективным маршрутом станет шоссе, потому что чем быстрее и проще путь, тем больше муравьев доберутся до еды и тем больше феромонов будет на пути. Таким образом, кажется, что более разумное существо выбрало лучший путь, но он возник из крошечных и простых изменений, сделанных отдельными людьми.

Парадигма состоит из двух доминирующих субдоменов 1) Оптимизация колонии муравьев, изучающая вероятностные алгоритмы вдохновленный стигмергией и поведением муравьев при поиске пищи, и 2) оптимизация роя частиц, которая исследует вероятностные алгоритмы, вдохновленные стадом, косяком рыбы и стадом. Подобно эволюционным вычислениям, алгоритмы или стратегии группового интеллекта считаются адаптивными стратегиями и обычно применяются в областях исследований и оптимизации.