swarm algorithms
در نشریات گروه فنی و مهندسی-
Optimization problems are becoming more complicated, and their resource requirements are rising. Real-life optimization problems are often NP-hard and time or memory consuming. Nature has always been an excellent pattern for humans to pull out the best mechanisms and the best engineering to solve their problems. The concept of optimization seen in several natural processes, such as species evolution, swarm intelligence, social group behavior, the immune system, mating strategies, reproduction and foraging, and animals’ cooperative hunting behavior. This paper proposes a new Meta-Heuristic algorithm for solving NP-hard nonlinear optimization problems inspired by the intelligence, socially, and collaborative behavior of the Qashqai nomad’s migration who have adjusted for many years. In the design of this algorithm uses population-based features, experts’ opinions, and more to improve its performance in achieving the optimal global solution. The performance of this algorithm tested using the well-known optimization test functions and factory facility layout problems. It found that in many cases, the performance of the proposed algorithm was better than other known meta-heuristic algorithms in terms of convergence speed and quality of solutions. The name of this algorithm chooses in honor of the Qashqai nomads, the famous tribes of southwest Iran, the Qashqai algorithm.
Keywords: Optimization, Meta-Heuristic Algorithms, Qashqai Optimization Algorithm (QOA), Complexity, NP-hard Problems, Swarm Algorithms -
هدف
در سال های اخیر، شاهد ظهور و گسترش الگوریتم های فرا ابتکاری و استفاده از آن ها جهت حل مسایل پیچیده، غیرخطی و ابعاد بالا بوده ایم. با توجه به اینکه الگوریتم های فوق برای حل مسایل پیچیده و در حال تغییر دنیای واقعی به کار می روند، دنیای الگوریتم ها و طراحی آن ها به شکل فزاینده ای پویا و رو به رشد بوده است. بنابراین، پیوسته شاهد به وجود آمدن الگوریتم های جدیدی هستیم. هدف از این تحقیق، ارایه یک الگوریتم فرا ابتکاری جدید به نام «الگوریتم بهینه سازی نظامی» می باشد.
روش شناسی پژوهشبا الهام از عملیات های نظامی الگوریتم پیشنهادی طراحی و ارایه گردید و پس از کدنویسی، توابع تست استاندارد و الگوریتم های محک برای ارزیابی عملکرد آن تعیین و مشخص شدند.
یافته هاعملکرد الگوریتم پیشنهادی به وسیله 23 تابع تست استاندارد و با در نظر گرفتن شاخص های «میانگین جواب ها»، «میانگین زمان محاسباتی» و «زمان همگرایی» در مقایسه با هشت الگوریتم محک شامل: ژنتیک، ازدحام ذرات، کلونی زنبور مصنوعی، قورباغه جهنده، رقابت استعماری، گرگ خاکستری، بهینه سازی وال و بهینه سازی ملخ مورد ارزیابی و سنجش قرار گرفت. نتایج نشان دهنده عملکرد مطلوب الگوریتم پیشنهادی است.
اصالت/ارزش افزوده علمیدر این مقاله، با الهام از عملیات های نظامی الگوریتم جدیدی به نام الگوریتم بهینه سازی نظامی (MOA) ارایه می شود که مبتنی بر جمعیت است و بر اساس «جستجوی تصادفی»، «تقسیم فضای جواب به چند منطقه و تخصیص بخشی از جمعیت به هر منطقه»، «جستجوی سواره نظام» و «جستجوی پیاده نظام» عمل می کند.
کلید واژگان: بهینه سازی، الگوریتم های فراابتکاری، الگوریتم بهینه سازی نظامی، الگوریتم های تکاملی، الگوریتم های ازدحامیPurposeIn recent years, meta-heuristic algorithms and their application in solving complicated, nonlinear, and high dimensions problems have increased dramatically and the fact that meta-heuristic algorithms are used to solve complex and changing problems of real life, has caused the algorithms world and their design to be very dynamic and alive; that's why new algorithms are constantly being created. Hence, the purpose of this research is to introduce a novel meta-heuristic algorithm called Military Optimization Algorithm (MOA).
MethodologyInspired by military operations, the proposed algorithm was designed and presented. After coding, Standard test functions and benchmark algorithms were determined to evaluate the performance of the algorithm.
FindingsThe performance of new algorithm is analyzed by 23 standard test functions and compared to 8 benchmark meta-heuristic algorithms including: Genetic Algorithm, Particle Swarm Optimization, Artificial Bee Colony, Shuffled Frog Leaping Algorithm, and Imperialist Competitive Algorithm, Grey Wolf Optimizer, Whale Optimization Algorithm, and Grasshopper Optimization Algorithm, by considering three indices of "average answers", "time complexity of algorithm (speed)" and "Convergence speed/ time". The results show the excellent performance of the proposed algorithm.
Originality/ValueIn this paper, inspired by military operations, a novel meta-heuristic algorithm called MOA is introduced. It is population-based and stable with "random search", "dividing solution space into several regions and allocating a part of the population to each region", "cavalry search", and "infantry search".
Keywords: optimization, meta-heuristic algorithms, Military Optimization Algorithm, evolutionary algorithms, Swarm Algorithms -
Conventional and classical optimization methods are not efficient enough to deal with complicated, NP-hard, high-dimensional, non-linear, and hybrid problems. In recent years, the application of meta-heuristic algorithms for such problems increased dramatically and it is widely used in various fields. These algorithms, in contrast to exact optimization methods, find the solutions which are very close to the global optimum solution as possible, in such a way that this solution satisfies the threshold constraint with an acceptable level. Most of the meta-heuristic algorithms are inspired by natural phenomena. In this research, a comprehensive review on meta-heuristic algorithms is presented to introduce a large number of them (i.e. about 110 algorithms). Moreover, this research provides a brief explanation along with the source of their inspiration for each algorithm. Also, these algorithms are categorized based on the type of algorithms (e.g. swarm-based, evolutionary, physics-based, and human-based), nature-inspired vs non-nature-inspired based, population-based vs single-solution based. Finally, we present a novel classification of meta-heuristic algorithms based on the country of origin.Keywords: meta-heuristic algorithms, Meta-heuristic Optimization, Classification of Meta-Heuristic Algorithms, evolutionary algorithms, Swarm Algorithms
-
علم رباتیک جمعی با الهام از طبیعت و تلفیق هوش جمعی و رباتیک پا به عرصه ی وجود گذاشت. ویژگی های خاص این سیستم ها از جمله انعطاف، مقاومت و مقیاس پذیری، مزایای زیادی به همراه داشته و این سیستم را از دیگر سیستم های رباتیک متمایز می نماید. در این مقاله سعی شده است که علاوه بر معرفی منابع الهام رباتیک جمعی، تعریفی دقیق به همراه ویژگی های خاص این سیستم ها ارایه گردد. معرفی دامنه ی کاربردهای رباتیک جمعی و مرور پروژه ها و محیط های شبیه سازی رایج در این زمینه نیز از دیگر مطالب مندرج در این مقاله می باشد. علاوه بر این، مروری بر انواع روش های مدل سازی و الگوریتم های ارایه شده در این حوزه انجام شده است. الگوریتم های معرفی شده بر اساس دامنه ی کاربردشان در انجام وظایف مختلف دسته بندی گشته و در نتیجه تعدادی از وظایف رایج در این حوزه نیز جمع آوری شده است. چالش ها و مسایل باز علم رباتیک جمعی نیز در پایان مورد بررسی قرار گرفته اند. انتظار می رود که با مطالعه ی این مقاله، دید جامعی نسبت به علم رباتیک جمعی در ذهن محققین ایجاد شود.
کلید واژگان: سیستم های چندرباته، سیستم های چندرباته متعاون، رباتیک جمعی، هوش جمعی، الگوریتم های جمعیJournal of Iranian Association of Electrical and Electronics Engineers, Volume:17 Issue: 2, 2020, PP 53 -72Swarm robotic (SR) draws inspiration from nature and is emerged as synthesis of swarm intelligence and robotic. Due to special properties like feasibility, robustness and scalability, swarm robotic has several advantages in comparison to other multi robot systems. In this paper, firstly, SR source of inspiration is introduced, and a precise definition along with desirable properties of swarm robotic is presented. Secondly, SR application domains, well-known projects and simulation environments are reviewed. Thirdly, an overview of various modelling approaches and algorithms is reported. The presented algorithms are divided into task-specific categories. So some of common tasks that could be profitably tackled using swarm robotic can be understood. Finally SR open problems and challenges are discussed. We expect this paper can give a comprehensive view of swarm robotic to researchers.
Keywords: Multi Robot Systems, Cooperative Multi Robot Systems, Swarm Robotic, Swarm Intelligence, Swarm Algorithms
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.