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。

其他回答

几周前,我提出了一个关于SO的解决方案,使用遗传算法来解决图布局的问题。这是一个约束优化问题的例子。

同样在机器学习领域,我用c/c++从头开始实现了一个基于ga的分类规则框架。 我还在一个示例项目中使用了GA来训练人工神经网络(ANN),而不是使用著名的反向传播算法。

此外,作为我研究生研究的一部分,我已经使用GA来训练隐马尔可夫模型,作为基于em的Baum-Welch算法的额外方法(还是在c/c++中)。

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。

当你打算粉刷你的房子时,通常很难得到一个确切的颜色组合。通常,你脑海中有一些颜色,但它不是其中一种颜色,供应商向你展示。

昨天,我的GA研究员教授提到了一个发生在德国的真实故事(对不起,我没有更多的参考资料,是的,如果有人要求我可以找到它)。这个家伙(让我们称他为配色员)曾经挨家挨户地帮助人们找到确切的颜色代码(RGB),这将是客户心目中的衣柜。下面是他的做法:

The color guy used to carry with him a software program which used GA. He used to start with 4 different colors- each coded as a coded Chromosome (whose decoded value would be a RGB value). The consumer picks 1 of the 4 colors (Which is the closest to which he/she has in mind). The program would then assign the maximum fitness to that individual and move onto the next generation using mutation/crossover. The above steps would be repeated till the consumer had found the exact color and then color guy used to tell him the RGB combination!

通过将最大适应度分配给接近消费者想法的颜色,配色员的程序增加了收敛到消费者想法的颜色的机会。我发现它很有趣!

现在我已经得到了一个-1,如果你计划更多的-1,请说明这样做的原因!

在我的本科论文中,我使用遗传编程来开发用于空中搜索和救援的合作搜索策略。我使用一个名为NetLogo(基于StarLogo)的开源代理建模平台作为世界模型。NetLogo是用java写的,因此提供了java api -所以GP框架需要基于java -我使用的一个叫做JGAP,还有另一个开源GP框架在java中,我知道叫做ECJ。

模拟运行起来非常慢(我认为这是由于NetLogo模型),所以我的功能/终端集非常有限,限制了搜索空间。尽管如此,我还是想出了一些很好的解决办法。如果你有这种冲动,你可以在我的论文http://www.cse.unsw.edu.au/~ekjo014/z3157867_Thesis.pdf的第三章读到

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。