遗传算法(GA)和遗传规划(GP)是一个有趣的研究领域。

我想知道你使用GA/GP解决的具体问题,以及如果你没有自己的库/框架,你使用了什么库/框架。

问题:

你用GA/GP解决过什么问题? 你使用了哪些库/框架?

我在寻找第一手的经验,所以请不要回答,除非你有。


当前回答

我曾经尝试制作一个围棋电脑播放器,完全基于基因编程。每个程序都将被视为一系列动作的评估函数。即使是在一个相当小的3x4板上,制作的程序也不是很好。

我使用Perl,并自己编写了所有代码。我今天会做不同的事情。

其他回答

我开发了一个基于多线程摆动的模拟机器人导航通过一组随机网格地形的食物源和矿山,并开发了一个基于遗传算法的策略,探索机器人行为的优化和机器人染色体的适者生存基因。这是使用每个迭代周期的图表和映射来完成的。

从那以后,我发展了更多的游戏行为。我最近为自己构建的一个示例应用程序是一个遗传算法,用于解决在英国寻找路线时的旅行销售人员问题,考虑到起始和目标状态,以及一个/多个连接点,延误,取消,建筑工程,高峰时间,公共罢工,考虑最快和最便宜的路线。然后为某一天的路线提供一个平衡的建议。

一般来说,我的策略是使用基于POJO的基因表示,然后为选择、突变、交叉策略和标准点应用特定的接口实现。我的适应度函数就会变得非常复杂,这是基于我需要作为启发式测量应用的策略和标准。

我还研究了将遗传算法应用于代码中的自动化测试,使用系统突变周期,其中算法理解逻辑,并尝试确定带有代码修复建议的错误报告。基本上,这是一种优化我的代码并提供改进建议的方法,以及一种自动发现新编程代码的方法。我还尝试将遗传算法应用于音乐制作和其他应用。

一般来说,我发现进化策略就像大多数元启发式/全局优化策略一样,一开始学习很慢,但随着解决方案越来越接近目标状态,只要你的适应度函数和启发式很好地对齐,在你的搜索空间内产生收敛,它们就会开始学习。

在学校的一次研讨会上,我们开发了一个基于音乐模式生成音乐的应用程序。该程序是在Java中构建的,输出是一个midi文件与歌曲。我们使用不同的GA方法来生成音乐。我认为这个程序可以用来探索新的组合。

我年轻时就尝试过GA。我用Python写了一个模拟器,工作原理如下。

这些基因编码了神经网络的权重。

神经网络的输入是检测触摸的“天线”。较高的数值表示非常接近,0表示不接触。

输出是两个“轮子”。如果两个轮子都向前,这个人也向前。如果轮子方向相反,他就会转向。输出的强度决定了车轮转动的速度。

生成了一个简单的迷宫。这真的很简单,甚至很愚蠢。屏幕下方是起点,上方是球门,中间有四面墙。每面墙都有一个随机的空间,所以总是有一条路。

一开始我只是随机挑选一些人(我认为他们是bug)。只要有一个人达到了目标,或者达到了时间限制,就会计算适合度。它与当时到目标的距离成反比。

然后我把它们配对,“培育”它们来创造下一代。被选择繁殖的概率与它的适应性成正比。有时,这意味着如果一个人具有非常高的相对适应性,就会与自己反复繁殖。

I thought they would develop a "left wall hugging" behavior, but they always seemed to follow something less optimal. In every experiment, the bugs converged to a spiral pattern. They would spiral outward until they touched a wall to the right. They'd follow that, then when they got to the gap, they'd spiral down (away from the gap) and around. They would make a 270 degree turn to the left, then usually enter the gap. This would get them through a majority of the walls, and often to the goal.

我添加的一个功能是在基因中放入一个颜色矢量来跟踪个体之间的相关性。几代之后,它们的颜色都是一样的,这说明我应该有更好的繁殖策略。

我试着让他们制定更好的策略。我把神经网络复杂化了——增加了记忆和其他东西。这没有用。我总是看到同样的策略。

我尝试了各种方法,比如建立单独的基因库,在100代之后才重新组合。但没有什么能促使他们采取更好的策略。也许这是不可能的。

另一个有趣的事情是绘制适应度随时间变化的图表。有明确的模式,比如最大适合度在上升之前会下降。我从未见过一本进化论的书谈到这种可能性。

我不知道家庭作业算不算…

在我学习期间,我们推出了自己的程序来解决旅行推销员问题。

我们的想法是对几个标准进行比较(映射问题的难度,性能等),我们还使用了其他技术,如模拟退火。

它运行得很好,但我们花了一段时间来理解如何正确地进行“复制”阶段:将手头的问题建模成适合遗传编程的东西,这对我来说是最难的部分……

这是一门有趣的课程,因为我们也涉猎了神经网络之类的知识。

我想知道是否有人在“生产”代码中使用这种编程。

在工作中,我遇到了这样一个问题:给定M个任务和N个dsp,如何将任务分配给dsp是最好的?“最佳”定义为“最大负载DSP的负载最小化”。有不同类型的任务,不同的任务类型有不同的性能分支,这取决于它们被分配到哪里,所以我将一组工作到dsp的分配编码为“DNA字符串”,然后使用遗传算法来“培育”我所能“培育”的最佳分配字符串。

它运行得相当好(比我之前的方法好得多,之前的方法是评估每个可能的组合……对于非平凡问题的大小,它将需要数年才能完成!),唯一的问题是无法判断是否已经达到了最优解。你只能决定当前的“最大努力”是否足够好,或者让它运行更长时间,看看它是否可以做得更好。