پاورپوینت مدل سازی و طراحی الگوریتم

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 2 :

BIONICS
طبيعت منبع الهام و الگو گرفتن برای بسياری از تحقيقات و پيشرفت های علمی بوده است
به عنوان مثال:
الگوريتم های ژنتيک Genetic Algorithms
شبکه های عصبی Neural Networks
سيستم های خودسازمان ده Self-organizing Systems
گروهی از این موارد بر اساس رفتار برخی از حشرات مثل مورچه ها و زنبور عسل که رفتار اجتماعی دارند بوده است
در زمینه شبکه بر این اساس الگوريتم های قدرتمندی برای کاربردهايی مثل مسیريابی و توزیع بار طراحی شده اند

اسلاید 4 :

مدل سازی و طراحی الگوريتم

اسلاید 5 :

Ants مورچه ها
مورچه ها يکی از شگفت انگيزترين موجودات عالم هستند.
مورچه ها به صورت گروهی فعاليت های پيچیده ای را انجام می دهند:
کشف و انتقال غذا در حجم کم يا زياد
ذخیره سازی غذا
لانه سازی پيچيده
تميزکاری لانه
محافظت از تخم ها
تشکيل پل برای عبور از آب
کشاورزی
گله داری
.

اسلاید 6 :

ويژگی مشترک
تک تک مورچه ها حرکاتی ساده و بعضا بدون نظم خاص انجام می دهند
اما در مجموع از برآيند حرکات آنها نظمی خاص وگاها بسيار پيچیده پديد می آید.
هیچ نوع هدايت و رهبری در اين امر دخالت ندارد.

اسلاید 7 :

Emergence وقتی اتفاق می افتد که تعدادی عوامل ساده مرتبط با هم به گونه ای هماهنگ عمل می کنند که منجر به رفتار هوشمند پيچیده ای می شود.
این يک فرایند از پايين به بالا است: Emergence از متن جمعیت عوامل شروع می شود و هيچگونه رهبری و مديریتی در آن صورت نمی گیرد.
Unique global behavior arising from the interaction of many agents
رفتار کلی که از برآيند تعامل تعداد زيادی از عوامل جزء پديد می آيد

اسلاید 8 :

Emergence در سيستم های متعددی اتفاق می افتد: زندگی جمعی حيوانات و خاصا بعضی از حشرات، مغز انسان، سيستم دفاعی بدن انسان،رفتارهای اجتماعی انسان ها، سیتم شهرسازی و زندگی شهری انسان و.
در هر يک از اين سيستم ها عوامل موجود در يک سطح منجر به بروز رفتار يا ويژگی در سطح بالاتر می شوند.
"EMERGENCE The connected lives of ants, brains, cities, and software" by Steven Johnson
Unique global behavior arising from the interaction of many agents
رفتار کلی که از برآيند تعامل تعداد زيادی از عوامل جزء پديد می آيد

اسلاید 9 :

رفتار مورچه ها
هر مورچه الگوريتم ساده ای را اجرا می کند
الگوريتم بسيار پيچيده تری بر اثر مجموعه رفتارهای مورچه ها اجرا می شود

اسلاید 10 :

Swarm Intelligence يا هوش جمعی تعامل جزئی تعداد زيادی عوامل ساده برای حصول یک هدف کلی است
خصوصيات هوش جمعی عبارتند از:
عوامل ساده اند
عوامل به صورت غيرمستقيم با هم ارتباط برقرار می کنند
رفتار کلی پيچیده از رفتارهای جزئی ساده عوامل حاصل می شود
این رفتارها پايدارند
تک تک عوامل در حصول نتيجه کلی بی تاثيرند

اسلاید 11 :

مثال: تميزکاری لانه مورچه ها
مورچه ها آشغال ها ویا غذای پراکنده درسطح لانه را جمع آوری و در یک یا چند جا کپه می کنند
اين کار به اين ترتيب عملی می شود:
هر مورچه شروع به گردش به صورت دلخواه و بی هدف در سطح لانه می کند
اگر مورچه به یک تکه آشغال برخورد کرد آن را بر می دارد
مورچه به گردش تصادفی خود ادامه می دهد
اگر مورچه به يک تکه آشغال ديگررسید تکه قبلی را در کنار آن قرار می دهد
و باز به گردش خود ادامه می دهد
بعد از مدتی مشاهده می شود که آشغال ها در گوشه کنار لانه کپه شده اند.

اسلاید 13 :

Ant Colony Optimization
Ant Colony Optimization از قابليت مورچه ها برای پيدا کردن مسيرهای کوتاه یا کوتاه ترين مسيرها برای مسيريابی در شبکه استفاده می کند

اسلاید 14 :

مورچه ها چگونه می توانند کوتاه ترين مسير را پيدا کنند ؟

اسلاید 15 :

چگونه مورچه ها ارتباط برقرار می کنند
مورچه ها توانايی ديدن و شنيدن را ندارند و فقط از حس بويايی استفاده می کنند
مورچه ها صدا نيز ندارند
به اين ترتيب مورچه ها نمی توانند با صدا و شنيدن با هم ارتباط ایجاد کنند
ولی با استفاده از حس بويايی می توانند اطلاعات را منتقل کنند
اين نوع ارتباط را “stigmergy” می گويند:
مورچه ها از خود موادی را به جا می گذارند که بوی خاصی دارند
به این مواد pheromone گفته می شود
مورچه ها pheromone به جا مانده از ساير مورچه ها را حس می کنند
علاوه براین مورچه ها شدت بوی pheromone را نيز تشخيص می دهند