Algoritmo de búsqueda de polilla híbrida de aprendizaje para resolver problemas de mochila multidimensionales
Autores: Feng, Yanhong; Wang, Hongmei; Cai, Zhaoquan; Li, Mingliang; Li, Xi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Algoritmo de búsqueda de polilla híbrida de aprendizaje para resolver problemas de mochila multidimensionales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Algoritmo
Optimización
Polilla
Aprendizaje
Problema
Búsqueda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El algoritmo de búsqueda de polillas (MS) es un algoritmo de optimización metaheurística relativamente nuevo que imita la fototaxis y los vuelos de Lévy de las polillas. Dado que es un problema NP-duro, el problema de la mochila multidimensional 0-1 (MKP) es un problema de optimización combinatoria clásico y complicado con múltiples restricciones y numerosas aplicaciones. En este documento, presentamos un MS de aprendizaje híbrido (HLMS) incorporando dos mecanismos de aprendizaje, búsqueda de armonía del mejor global (GHS) y aprendizaje baldwiniano para resolver MKP. (1) El aprendizaje GHS guía a los individuos de las polillas a buscar un espacio más valioso y el aprendizaje dimensional potencial utiliza la diferencia entre dos dimensiones aleatorias para generar un salto grande. (2) El aprendizaje baldwiniano guía a los individuos de las polillas a cambiar el espacio de búsqueda aprovechando al máximo la información beneficiosa de otros individuos. Por lo tanto, el aprendizaje GHS proporciona principalmente exploración global y el aprendizaje baldwiniano funciona para la explotación local. Demostramos la competitividad y efectividad del HLMS propuesto mediante la realización de experimentos extensos en 87 instancias de referencia. Los resultados experimentales muestran que el HLMS propuesto tiene un rendimiento mejor o al menos competitivo en comparación con el MS original y algunos otros algoritmos metaheurísticos de última generación. Además, se analiza la sensibilidad de los parámetros del aprendizaje baldwiniano y se investigan dos componentes importantes del HLMS para comprender sus impactos en el rendimiento del algoritmo propuesto.
Descripción
El algoritmo de búsqueda de polillas (MS) es un algoritmo de optimización metaheurística relativamente nuevo que imita la fototaxis y los vuelos de Lévy de las polillas. Dado que es un problema NP-duro, el problema de la mochila multidimensional 0-1 (MKP) es un problema de optimización combinatoria clásico y complicado con múltiples restricciones y numerosas aplicaciones. En este documento, presentamos un MS de aprendizaje híbrido (HLMS) incorporando dos mecanismos de aprendizaje, búsqueda de armonía del mejor global (GHS) y aprendizaje baldwiniano para resolver MKP. (1) El aprendizaje GHS guía a los individuos de las polillas a buscar un espacio más valioso y el aprendizaje dimensional potencial utiliza la diferencia entre dos dimensiones aleatorias para generar un salto grande. (2) El aprendizaje baldwiniano guía a los individuos de las polillas a cambiar el espacio de búsqueda aprovechando al máximo la información beneficiosa de otros individuos. Por lo tanto, el aprendizaje GHS proporciona principalmente exploración global y el aprendizaje baldwiniano funciona para la explotación local. Demostramos la competitividad y efectividad del HLMS propuesto mediante la realización de experimentos extensos en 87 instancias de referencia. Los resultados experimentales muestran que el HLMS propuesto tiene un rendimiento mejor o al menos competitivo en comparación con el MS original y algunos otros algoritmos metaheurísticos de última generación. Además, se analiza la sensibilidad de los parámetros del aprendizaje baldwiniano y se investigan dos componentes importantes del HLMS para comprender sus impactos en el rendimiento del algoritmo propuesto.