群知能

群知能

単純な規則で動く個体の相互作用から、集団として賢い探索が現れる枠組み。中央の指令が無いのに全体が良い解へ寄っていく。

執筆済 最適化群知能

単純な個体が局所的にやりとりするだけで、集団としてまとまった探索能力が現れる という考え方に基づく最適化。Swarm Intelligence。 鳥の群れ、魚群、蟻のコロニー、蜂の採餌行動などが着想源になっている。

共通する性質#

性質 内容
中央制御が無い 全体を見て指示する主体がいない
局所的な情報 各個体は自分と近傍のことしか知らない
間接的な伝達 良い場所の情報が個体間に少しずつ伝わる
自己組織化 単純な規則の積み重ねで秩序が現れる

進化計算との違いは、個体が世代交代で入れ替わらないこと。 同じ個体が動き続け、位置や記憶を持ち越す。集団を保つ点は共通していて、 両者をまとめて「メタヒューリスティクス」と呼ぶことも多い。

主な手法#

  • PSO — 各個体が速度を持ち、自分の最良と群れの最良に引かれて動く
  • ABC — 蜜源の探索を、役割の違う 3 種の蜂で分担する
  • 蟻コロニー最適化 (ACO) — フェロモンの濃淡で良い経路を強化する。組合せ問題向き

注意すべき点#

群知能の分野は新しい生物の比喩を名前にした手法が大量に提案されており、 既存手法との実質的な違いが乏しいものが少なくない。 論文を読むときは、比喩ではなく更新式が何をしているかで 既存手法と比べるのが安全。

参考文献#

この階層のノート

群知能の基礎 PSO 5 / 5 各個体が速度を持ち、自分がこれまでに見つけた最良と、群れが見つけた最良の両方へ引かれながら動く手法。 ABC 6 / 6 蜜蜂の採餌行動を模した最適化。役割の違う 3 種の蜂が、既知の蜜源の活用・有望な蜜源への集中・枯れた蜜源の放棄を分担する。