Einführung in die Methoden der Künstlichen Intelligenz - Goethe ...

2 Suchverfahren
Wahl der Anfangspopulation: Möglichst breit und gut verteilt.
Selektion: Unter Selektion versteht man die Auswahl eines Individuums (Chromoson)
aus der Population zur Generation n Diese Auswahl kann zum Zwecke der Fortpflanzung
oder der Mutation, des Weiterlebens usw. passieren. Diese Auswahl erfolgt
für ein Individuum mit hoher Fitness mit höherer Wahrscheinlichkeit, wobei
die Wahrscheinlichkeit auch vom Zweck der Selektion abhängen kann.
Rekombination Zwei Chromosomen werden ausgewählt mittels Selektion. Danach wird
innerhalb der Chromosomen (zufällig) eine Stelle zum Zerschneiden ermittelt, ab
dieser werden die Gene ausgetauscht. Es entstehen zwei neue Chromosomensätze.
Alternativ kann man auch mehrere Abschnitte der Chromosomen austauschen. Die
folgende Darstellung illustriert die Rekombination:
Elternteil 1
0 1 1 0 0 1 0 0
Nachkomme
Elternteil 2 0 1 1 0 0 1 1 0
1 1 0 1 1 1 1 0
Zufällig gewählter Schnitt
Mutation. mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit werden zufällig ausgewählte Bits in
den Chromosomen verändert. (0 → 1 bzw. 1 → 0)
Aussterben Wenn die Populationsgröße überschritten wird, stirbt das schlechteste Individuum.
Alternativ ein zufällig gewähltes, wobei das schlechteste mit größerer
Wahrscheinlichkeit als des beste ausstirbt.
Ende der Evolution Wenn vermutlich das Optimum erreicht ist.
Ein genetischer / evolutionärer Algorithmus beginnt daher mit einer initialen Population
(1. Generation) und erzeugt durch die genetischen Operationen Nachfolgegenerationen.
Er stoppt, wenn ein optimales Individuum gefunden wurde, oder nach einer Zeitschranke.
Im letzteren Fall wird nicht notwendigerweise ein Optimum gefunden, aber
häufig (z.B. bei Verteilungsproblemen) ein ausreichend gutes Ergebnis.
Ein einfaches Grundgerüst für einen genetischen Algorithmus ist:
Stand: 19. Oktober 2012 70 M. Schmidt-Schauß & D. Sabel, Skript KI, WS 2012/13