فرادرسالگوریتمهای مکاشفه‌ای – مفاهیم و مقدمات
در مبحث بهینه‌سازی در هوش مصنوعی، یک الگوریتم مکاشفه‌ای تکنیکی‌ست برای حل سریع یک مسئله وقتی متدهای کلاسیک بسیار کند عمل می‌کنند، و یا برای یافتن یک راه حل تقریبی وقتی متدهای کلاسیک نمی‌توانند جواب دقیقی برای مسئله پیدا کنند. در واقع الگوریتم‌های مکاشفه‌ای بهینگی، کمال، دقت و صحت را با سرعت مبادله می‌کنند. هدف این الگوریتم‌ها تولید راه حل در یک زمان منطقی برای حل مسئله جاری است. این راه حل لزوما بهترین راه حل برای این مسئله نیست و ممکن است تقریبی از راه حل دقیق باشد، اما با این حال همچنان ارزشمند است زیرا یافتن آن به زمان طولانی‌ای نیاز ندارد (پیچیدگی زمانی کم).
تعریف الگوریتم‌های مکاشفه‌ای
نتایج حاصل از تحقیقات بر روی مسائل NP-سخت نشان می‌دهد که الگوریتم‌های مکاشفه‌ای تنها گزینه‌های ممکن برای انواع مسائل بهینه‌سازی پیچیده‌ای هستند که باید در کاربردهای دنیای واقعی به صورت مدام حل شوند.
معیارهای تصمیم‌گیری برای درک این قضیه که آیا یک الگوریتم مکاشفه‌ای برای حل یک مسئله مفروض مفید است یا خیر شامل موارد زیر می‌باشد:
- بهینگی: وقتی راه حل‌های گوناگونی برای یک مسئله مفروض وجود داشته باشد، آیا الگوریتم مکاشفه‌ای تضمین می‌کند بهترین جواب یافت شود؟ آیا واقعا لازم است بهترین جواب (بهینه) پیدا شود؟
- کمال: وقتی راه حل‌های گوناگونی برای یک مسئله مفروض وجود دارد، آیا الگوریتم مکاشفه‌ای می‌تواند تمام آنها را بیابد؟ آیا ما واقعا به تمام راه حل‌ها نیاز داریم؟ بسیاری از الگوریتم‌های مکاشفه‌ای تنها برای یافتن یک جواب هستند.
- صحت و دقت: آیا الگوریتم مکاشفه‌ای می‌تواند بازه اطمینانی را برای راه حل مشخص کند؟ آیا میزان خطای راه حل به صورت غیرمنطقی‌ای بزرگ است؟
- زمان اجرا: آیا الگوریتم مکاشفه‌ای انتخاب شده بهترین الگوریتم مکاشفه‌ای برای حل مسئله مفروض است؟ باید توجه داشت که بعضی از الگوریتم‌های مکاشفه‌ای سریع‌تر از دیگران همگرا می‌شوند. همچنین بعضی از مکاشفه‌ای‌ها تنها کمی از متدهای کلاسیک سریع‌تر هستند.
مثال‌های از تکنیک‌های مکاشفه‌ای
الگوریتم‌های مکاشفه‌ای اغلب پردازش‌های فیزیکی و یا زیستی را تقلید می‌کنند. نمونه‌هایی از این الگوریتم‌ها عبارتند از: الگوریتم تپه‌نوردی، الگوریتم انجماد تدریجی، الگوریتم جستجوی ممنوعه، الگوریتم‌های هوش جمعی، الگوریتم‌های تکاملی، شبکه‌های عصبی، ماشین‌های بردار پشتیبان، و غیره.
اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، مطالب و آموزش‌های زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
