Zeki Optimizasyon Teknikleri

Benzer belgeler
GENETİK ALGORİTMALAR. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

METASEZGİSEL YÖNTEMLER. Genetik Algoritmalar

GENETİK ALGORİTMA ÖZNUR CENGİZ HİLAL KOCA

YZM 5257 YAPAY ZEKA VE UZMAN SİSTEMLER DERS#6: GENETİK ALGORİTMALAR

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Genetik Algoritmalar. Bölüm 1. Optimizasyon. Yrd. Doç. Dr. Adem Tuncer E-posta:

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Google Maps ve Genetik Algoritmalarla GSP Çözümü İçin Öneri

Fonksiyon Optimizasyonunda Genetik Algoritmalar

GENETİK ALGORİTMALAR BÜŞRA GÜRACAR

GENETĠK ALGORĠTMALAR ĠLE HAFTALIK DERS PROGRAMININ HAZIRLANMASI

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Zeki Optimizasyon Teknikleri

Genetik Algoritmalar (GA) Genetik Algoritmalar Đçerik Nesin Matematik Köyü E rim Ç lı l ş ı ta t yı Nisan, 2012 Mustafa Suphi Erden

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (III)

EMM4131 Popülasyon Temelli Algoritmalar (Population-based Algorithms) Genetik Algoritma

X ve Y boş olmayan iki küme olsun. İki küme arasında tanımlanmış olan bir bulanık ilişki R, X x Y nin bir bulanık alt kümesidir.

Mekatronik Mühendisliği Uygulamalarında Yapay Zekâ. Ders 1- Yapay Zekâya Giriş. Erhan AKDOĞAN, Ph.D.

Yaklaşık Düşünme Teorisi

DOĞRUSAL OLMAYAN REGRESYON ANALİZİNDE GERÇEK DEĞER KODLAMALI GENETİK ALGORİTMA

Gevşek Hesaplama (COMPE 474) Ders Detayları

Genetik Algoritma ile Elde Edilen Uyumlu Renklerin Web Şablonları Üzerinde Gerçeklenmesi

İLERİ ALGORİTMA ANALİZİ GENETİK ALGORİTMA

THE EFFECT OF PRODUCT NUMBER ON SOLVING THE JOP-SHOP SCHEDULING PROBLEM BY USING GENETIC ALGORITHM

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (II) BİNARİ KODLANMIŞ GA

GENETİK ALGORİTMA İLE RÜZGAR TÜRBİNİ KANAT SAYISI SEÇİMİ

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (II) BİNARİ KODLANMIŞ GA

Evrimsel Çok amaçlı eniyileme. Tahir Emre Kalaycı Ege Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 25 Mart 2010

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (V)

EMM4131 Popülasyon Temelli Algoritmalar (Population-based Algorithms)

GENETİK ALGORİTMA YARDIMIYLA KARDAN MİL ÇAPI MİNİMİZASYONU

Gezgin Satıcı Probleminin İkili Kodlanmış Genetik Algoritmalarla Çözümünde Yeni Bir Yaklaşım. Mehmet Ali Aytekin Tahir Emre Kalaycı

Ev Tipi Yenilenebilir Hibrit Sistem İçin Mikro-Genetik Algoritma ile Optimal Yük Planlaması

Gezgin Satıcı Probleminin Karınca Kolonisi ve Genetik Algoritmalarla Eniyilemesi ve Karşılaştırılması

Genetik Algoritma ile Türkiye Net Elektrik Enerjisi Tüketiminin 2020 Yılına Kadar Tahmini

Polinom olmayan denklemlerin genetik algoritma tabanlı çözümü

Serdar BİROĞUL YÜKSEK LİSANS TEZİ (ELEKTRİK EĞİTİMİ) GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ANKARA

GÜNEŞ ENERJİSİ VE RÜZGÂR ENERJİSİ DÂHİL OLAN HİBRİT GÜÇ SİSTEMİNDE FARKLI ALGORİTMALAR İLE EKONOMİK YÜK DAĞITIMININ İNCELENMESİ

Web Madenciliği (Web Mining)

Genetik Algoritmalar. Prof.Dr.Adem KALINLI

GridAE: Yapay Evrim Uygulamaları için Grid Tabanlı bir Altyapı

CBS ve Coğrafi Hesaplama

Rössler Tabanlı Kaotik Farksal Gelişim Algoritması

Genetik Algoritmalarla akış tipi çizelgelemede üreme yöntemi optimizasyonu

Sigma 2006/2 Araştırma Makalesi / Research Article THE SIMULATION AND OPTIMIZATION OF LIFT CONTROL SYSTEMS WITH GENETIC ALGORITHMS

Programı : YAPI MÜHENDİSLİĞİ

BESLENME PROBLEMİNDE GENETİK ALGORİTMA KULLANILMASI. e posta:

Web Madenciliği (Web Mining)

Büyük Veri Analitiği (Big Data Analytics)

TABAKALI RASTGELE ÖRNEKLEMEDE ÖRNEKLEM BÜYÜKLÜKLERİNİN GENETİK ALGORİTMA İLE BELİRLENMESİ

Yerel Arama Teknikleri ve Optimizasyon (Local Search and Optimisation)

VERİ MADENCİLİĞİ (Sınıflandırma Yöntemleri) Yrd.Doç.Dr. Kadriye ERGÜN

YÖNEYLEM ARAŞTIRMASI - III

Tedarik Zinciri Yönetiminde Yapay Zeka Teknikler

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (IV)

KİNETİK MODEL PARAMETRELERİNİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN OPTİMİZASYON TEKNİKLERİNİN KIYASLANMASI

MATEMATİK MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Oğuz ÜSTÜN. Geliş Tarihi/Received : , Kabul Tarihi/Accepted :

ÜÇ BOYUTLU KARAYOLU GÜZÂRGAH OPTİMİZASYONUNDA KARAR DESTEK SİSTEMİ OLARAK GENETİK ALGORİTMALARIN KULLANIMI

DC Motorlarda Maksimum Verimin Genetik Algoritma Kullanılarak Optimizasyonu. Optimization of DC Motors Maximum Efficiency Using Genetic Algorithm

Doğal Hesaplama (COMPE 564) Ders Detayları

DİFERANSİYEL GELİŞİM ALGORİTMASI

SİPÂRİŞ TİPİ ATÖLYELERDE İŞ SIRALAMA PROBLEMİ İÇİN BİR GENETİK ALGORİTMA UYGULAMASI

T.C. SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ SEZGİSEL ALGORİTMALARLA SINAV ÇİZELGELEME PROBLEMİ ÇÖZÜMÜ

4 th International Advanced Technologies Symposium September 28 30, 2005 Konya / Türkiye DÜZ DİŞLİ HIZ KUTUSUNUN GENETİK ALGORİTMA İLE ENİYİLENMESİ

Hücresel İmalat Sistemlerinin K-Means Algoritması ve Genetik Algoritma İle Tasarlanması: Bir Uygulama

Yapı Yaklaşık Maliyet Hesaplarında Yapay Zeka Tekniğinin Uygulanabilirliğinin Bir Vaka Çalışması Üzerinde İncelenmesi

PARALEL MAKĠNALARIN GENETĠK ALGORĠTMA ĠLE ÇĠZELGELENMESĠNDE MUTASYON ORANININ ETKĠNLĠĞĠ

SÜREKLİ OLASILIK DAĞILIŞLARI

GENETİK ALGORİTMALARA GİRİŞ (VII)

Yrd. Doç. Dr. Osman Kaan EROL (İ.T.Ü)

ADIM ADIM YGS LYS Adım EKOLOJİ 15 POPÜLASYON GENETİĞİ

Hardy Weinberg Kanunu

GEZGİN SATICI PROBLEMİ TABANLI BİR SİSTEMİN DİNAMİK BULANIK GENETİK ALGORİTMALAR İLE OPTİMİZASYONU

ALTIN ORAN ARAMA (GOLDEN SECTION SEARCH) METODU

... rref = 0; lref = 0 f cmu_mx <= 40 Then ' Fuzzy Table-Left l_cmu = ((40 - cmu_mx) * 100) / 40 rref = rref + (20 * l_cmu) / 100 End If If cmu_mx >=

2011 Third International Conference on Intelligent Human-Machine Systems and Cybernetics

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

TAŞ DOLGU DALGAKIRANLARIN GENETİK ALGORİTMA İLE GÜVENİRLİK ANALİZİ. M. Levent Koç* Can E. Balas**

EĞİTİMDE VERİMLİLİĞİ ARTIRAN DERS PROGRAMLARININ HAZIRLANMASI İÇİN GENETİK ALGORİTMA KULLANIMI

Tabakalı Kompozit Bir Malzemenin Genetik Algoritma Yöntemiyle Rijitlik Optimizasyonu

Yapay Zeka Yöntemlerinin Otomotiv Sektöründe Ürün Tasarımı Çalışmalarında Kullanılması

DİNAMİK GEZGİN SATICI PROBLEMİNİN ÇÖZÜMÜ İÇİN BİR ENİYİLEME KÜTÜPHANESİNİN TASARIMI VE GÖRSEL YAZILIM GELİŞTİRME ORTAMI İLE BİRLİKTE GERÇEKLEŞTİRİMİ

İSTATİSTİK HAFTA. ÖRNEKLEME METOTLARI ve ÖRNEKLEM BÜYÜKLÜĞÜNÜN TESPİTİ

PARÇACIK SÜRÜ OPTİMİZASYONU BMÜ-579 METASEZGİSEL YÖNTEMLER YRD. DOÇ. DR. İLHAN AYDIN

GENETĐK ALGORĐTMA VE UYGULAMA ALANLARI

Zeki Optimizasyon Teknikleri. Karınca Algoritması (Ant Algorithm)

Yabancı Algoritmasının Saldırgan Olmayan Seçim Yöntemlerine Uygulanması

İleri Algoritma (COMPE 574) Ders Detayları

BİR UÇAĞIN YATAY DENGELEYİCİSİNİN GENETİK ALGORİTMA YÖNTEMİ İLE YAPISAL OPTİMİZASYONU. Serkan DEHNELİLER YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ

SNP TEK NÜKLEOTİD POLİMORFİZMLERİ (SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS)

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 6 Sayı: 3 s Ekim 2004

Doç.Dr.Erkan ÜLKER, Selçuk Üniversitesi Mühendislik F, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

ZAMANA BAĞLI DİNAMİK EN KISA YOL PROBLEMİ İÇİN GENETİK ALGORİTMA TABANLI YENİ BİR ALGORİTMA

Bulanık Kural Tabanlı Sistemler

Weight Optimization of a Dry Transformer by Genetic Algorithm and Validation by Finite Element Method

GERÇEK ZAMAN KISITLARI ALTINDA SEYRÜSEFER

BİLİMSEL ARAŞTIRMA YÖNTEMLERİ

GENETİK ALGORİTMALAR VE ÇALIŞMA PRENSİPLERİ

Transkript:

Zeki Optimizasyon Teknikleri Genetik Algoritma (Genetic Algorithm) Doç.Dr. M. Ali Akcayol Genetik Algoritma 1970 li yıllarda John Holland tarafından geliştirilmiştir. 1989 yılında David E. Goldberg Genetik Algoritma Uygulamaları üzerine klasik eser olarak kabul edilen kitabını yayınladı. Popülasyon tabanlı algoritmadır. Her birey problemin çözümü olmaya adaydır. Stokastik algoritmadır. Çözümler genellikle bit dizileri olarak kodlanır. Bireyleri değerlendirme fonksiyonu probleme yönelik olarak çalışan en önemli kısımdır. 1

Terminoloji Popülasyon (Topluluk): Çözüm kümesini oluşturan bireylerin tümüdür. Kromozom: Çözüm için kullanılan bireyler. Gen: Kromozom içindeki anlamlı en küçük bilgidir. Locus: Kromozom içindeki gen in bulunduğu yerdir. Mutasyon: Bir kromozomda rastgele yapılan değişikliktir. iklikti Jenerasyon: Yeni bir topluluktur. Mating: Bireyler arasındaki eşlemedir. İşlemler Çözümün veya bireyin gösterimi ve başlangıç popülasyonunun oluşturulması Bireylerin değerlendirilmesi (Fitness function) Bireylerin i yeni topluluk l için i seçilmesi i Yeni bir jenerasyon oluşturma 2

Başlangıç popülasyonunu oluşturma Bilinen bir çözüm kümesi alınarak başlanabilir. Rastgele bireyler oluşturulur. Belirli kriterleri sağlayan bireyler oluşturulur. Popülasyondaki birey sayısı genellikle 100 ile 300 arasında seçilir. Bireylerin Değerlendirilmesi Kromozomların çözüme uygunluk değerleri belirlenir. Her problem için uygun bir değerlendirme fonksiyonu kullanılması gerekir. Probleme yönelik olarak çalışan kısımdır. Değerlendirme her yeni jenerasyonun tüm bireyleri için yapılır. 3

Yeni Popülasyon Oluşturma Birey seçme Elitizm Seçilen iki bireyi çaprazlama Bir bireyin herhangi bir gen inin mutasyon işlemiyle rastgele değiştirilmesi Yeni Popülasyon Oluşturma Birey seçme Deterministik Rulet tekerleği Rastgele Turnuva seçimi 4

Yeni Popülasyon Oluşturma Deterministik Birey seçme Belirli sayıdaki en iyi olan bireyler ile yeni popülasyon oluşturulur. Kötü bireyler yeni popülasyona aktarılmaz. Yeni Popülasyon Oluşturma Rulet Tekerleği ile Birey seçme Her bireyin çözüme uygunluk derecesi arttıkça yeni popülasyona p aktarılma şansı artar. Başlangıç Birey 1: f(x) = 45 Birey 2: f(x) = 21 Birey 3: f(x) = 9 Birey 4: f(x) = 75 Birey 1: 45 /(21+75+9+45) = 30% Birey 2: 21 /(21+75+9+45) = 14% Birey 3: 9 /(21+75+9+45) = 6% Birey 4: 75 /(21+75+9+45) = 50% B1=30% B2=14% B4=50% B3=6% Hareket 5

Yeni Popülasyon Oluşturma Rastgele Birey seçme Bireyin çözüme uygunluk derecesi seçilme şanslarını etkilemez. Birey 1: f(x) = 45 Birey 2: f(x) = 21 Birey 3: f(x) = 9 Birey 4: f(x) = 75 B2=25% B1=25% B3=25% B4=25% Başlangıç Hareket Yeni Popülasyon Oluşturma Turnuva seçimi Rastgele seçilen iki bireyden uygunluk derecesi yüksek olan bir sonraki popülasyona aktarılır. İşlem popülasyondaki kromozom sayısı kadar tekrarlanır. 6

Yeni Popülasyon Oluşturma Elitizm Belirli sayıdaki en iyi birey hiçbir işleme tabi tutulmadan doğrudan yeni jenerasyona aktarılır. Elit birey sayısı arttıkça çözümdeki çeşitlilik azalır. Elit birey alınmazsa yeni jenerasyonun en iyi bireyi bir önceki jenerasyonun en iyi bireyinden daha kötü olabilir. Yeni Popülasyon Oluşturma Seçilen iki bireyi çaprazlama Bir noktalı çaprazlama 01 111011 1 1 01 1101 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 Yeni iki birey Çok noktalı çaprazlama 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 Yeni iki birey 7

Yeni Popülasyon Oluşturma Seçilen iki bireyi çaprazlama (Devam) Çaprazlama noktaları rastgele seçilir. Yeni elde edilen iki bireyin ikiside yeni poülasyona aktarılabilir. Yeni elde edilen bireyden uygunluk seviyesi daha yüksek k olan alınabilir. Yeni Popülasyon Oluşturma Mutasyon Herhanbir bir kromozomdaki bir gen in sebep olmadan rastgele değiştirilmesidir. Mutasyon oranı genellikle 0.01 ile 0.0001 arasında seçilir. Yeni popülasyondaki bir bireyin her gen i için verilen oranda mutasyon olma olasılığı vardır. Mutasyon popülasyona çeşitlilik kazandırır. 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 8

Algoritmanın Çalışması 1. Başlangıç popülasyonunu oluştur 2. Popülasyondaki her kromozomu uygunluk fonksiyonuyla değerlendir 3. Yeni popülasyon için yeni kromozomlar oluştur (Seçme, Çaprazlama, Mutasyon, Elitizm) 4. Adım 2 ve 3 ü uygun bir çözüm bulununcaya kadar veya belirlenen iterasyona ulaşılıncaya kadar tekrarla 5. En iyi kromozomu çözüm olarak al Genetik Algoritma GA nın Performansını Etkileyen Faktörler Kromozom sayısı: Kromozom sayısını arttırmak çalışma süresini artırır. Azaltmak ise kromozom çeşitliliğini yok eder. Mutasyon Oranı: Kromozomlar birbirine benzemeye başladığında hala uygun çözüm bulunamadıysa mutasyon işlemi GA nın sıkıştığı yerden kurtulması için tek yoldur. Ancak yüksek bir değer vermek GA nın kararlı bir noktaya ulaşmasını engeller. Kaç Noktalı Çaprazlama Yapılacağı: Normal olarak çaprazlama tek noktada gerçekleştirilmekle beraber yapılan araştırmalar bazı problemlerde çok noktalı çaprazlamanın faydalı olduğunu göstermiştir. Çaprazlamanın sonucu elde edilen bireylerin nasıl değerlendirileceği: Elde edilen iki bireyin birden kullanılıp kullanılamayacağı bazen önemli olmaktadır. Uygunluk değerlendirmesinin yapılışı: Probleme tam uygun olarak oluşturulmamış bir değerlendirme fonksiyonu, çalışma süresini uzatmakta hatta çözüme hiçbir zaman ulaşılamamasına neden olabilmektedir. 9

Genetik Algoritma (Araştırma) Kaynaklar: 1. Goldberg, David E. Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, Addison-Wesley Pub. Co. 1989. ISBN: 0201157675 İnternet adresleri : http://garage.cse.msu.edu/ (GARAGe) http://www-illigal.ge.uiuc.edu/goldberg/d-goldberg.html(david Goldberg) http://www.genetic-programming.org/ http://www.sciencedirect.com http://www.scirus.com http://www.google.com.tr Genetik Algoritma Haftalık Ödev: Genetik Algoritma kullanılarak yapılmış bir makale bulup elde edilen sonuçları içeren bir rapor hazırlayınız. İncelenen makalede Genetik Algoritma kullanılmasının gerekçeleri, uygulamanın sonuçları değerlendirilecektir. - İncelenen makale son 5 yılda yayınlanmış olacaktır. - Makale Yurtdışında SCI te taranan bir dergide yayınlanmış olacaktır. - Hazırlanan rapora makalenin tam metnide eklenecektir. - Hazırlanan rapor ve makalenin tamamı diğer öğrencilerin hepsine e-postayla gönderilecektir. 10

Genetik Algoritma Gelecek Hafta Yapay Sinir Ağları (Artificial Neural Networks) 11