2010年10月14日 星期四

2010/10/08 專題研討演講 心得報告

課程:論文研討(一)
日期:99年10月08日
時間:14:00~16:00
地點:S414
作者:顧家源

  本次的演講者為高雄應用科大電子系的潘正祥教授,主題為「Parellel Algorithm of Swarm Intelligence」,是群集智能的一種改良版。所謂群集智能,是指一個團體中,每個單位的行為模式都非常簡單,但在嘗試某些行為之後會交互影響,藉此慢慢逼近最佳化問題的解答;而將此類演算法的核心部分,也就是個體間的互相影響這個部分加以修改,即是本次的主要核心。
  一開始,潘教授先以粗略描述了一下Computational Intelligence的發展與其分枝,可了解到群集智能不過是CI這塊領域中眾多研究的一小條路徑,不過在其他領域逐漸演化成熟或碰到瓶頸的現況下,群集智能當下仍是相當具有發展潛力;就像潘教授所提到的,自然界中仍有許多動物的行為有其意義與特性,只是有沒辦法觀察發現,並找出可描述其行為的方程式,如果找的到,或許就能在某些已知的問題上有所突破。
  接下來,在進入主題前,先講解了Ant System、Ant Colony System的原理與其差異。其中AS的主要重點是費洛蒙-也就是螞蟻間重要的記錄與溝通媒介,一條路徑如果越長,走完時費洛蒙的自然損失也會越多;反過來說,越短的路徑其費洛蒙就會累積越多,吸引更多螞蟻走此路徑;從這裡可以發現,這個費洛蒙的本質是一個計算weight用的參數,而且最大的特色是此參數會隨著時間自然減少。接下來是ACS的部分,其主要要點為二,一個是Local Updating Rule,計算局部區域中費洛蒙的變化,而另一個就是Global Updating Rule,對整體費洛蒙變化資訊進行更新;又,為了避免蟻群一下就被目前最好的路徑給吸過去,而忽略了可能有更好路徑尚未發現的問題,將蟻群分為兩群,一群去走目前最好的路徑,以保留這個資訊的重要性,另一群則是繼續進行隨機探索,尋找是否有比目前最佳解更好的答案。
  在AS與ACS之後,則講了本次演講的標題中的新關鍵字「Parellel」,PACS即是ACS的改良版,它的Updating方式改為Updating by Communication,而其溝通方式亦有各種設計,有類似一對多的廣播,也有一對一的互相交流,還有bit-neighbor這種模式(ex: 00的neighbor是01和10),乍看之下好像是限制了其取得資訊的來源,不過其目的是在於增加每個個體間的差異性,避免大家一窩蜂的走在一起而忽略更好的解。
  本次演講的題目雖然略感艱澀,不過仍然得到不少觀念與想法上的啟發,像是以往我們可能認為能夠掌握越多資訊,對找出最佳化問題的解會越有幫助;不過這在群集的概念下剛好相反,群集的存在本身就有不怕去試誤的概念,一大群人,或許大多人一開始都找不到最好的答案,但是只要有人找出一個很好的答案,就會吸引其他人跟著走,但又不限制別人不去挑戰新的嘗試。如果未來還有機會的話,希望能對此領域有更多了瞭解。

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