2010/10/8 專題研討演講 心得報告

課程：45101 論文研討(一）

日期：99年10月8日

時間：13:50~15:40

地點：S414

作者：資工產碩一 魏早達




本週專題演講是邀請到高雄應用科大電子系的潘正祥教授來談有關 "Parallel Algorithms of Swarm Intelligence"的議題 ,這對我來說真是一個全新的領域。我從來不知道竟然有人可以從觀察大自然的生物的行為模式，進而可以發展出一套一套的演算法，而且還可以用在各種生活上的應用，真是太神奇了。



演講首先從解釋什麼是群聚智能開始，並介紹了整個 "Family Tree of Computational Intelligence", 其中群聚智能，就是其中的一支。這個主題主要是發現了在自然界生物的演化模式，有許多的生存數億年的生物之所以能夠生生不息生存下去，其中存在有兩個因素，第一就是有集體遷徙的習慣，第二就是會分泌所謂的費洛蒙。因為有遷徙的習慣的生物比較不會因為地域或氣候及糧食的短缺而滅絕，而分泌費洛蒙則是生物中一種神奇的現象，因為根據研究生物常常透過費洛蒙的氣味，而互相吸引，並集合出一些生活上的智慧。譬如說螞蟻它在走過的路徑上便會邊走邊分泌費洛蒙，而其他螞蟻便會循著費洛蒙的氣味行走，這也就是我們經常會觀察到螞蟻會排一列行走。但是一旦在它們的路徑上設下阻擋，一開始螞蟻會一時的慌亂，但是當一群螞蟻不斷的溝通尋找路徑，最後透過最多螞蟻走過並留下費洛蒙氣味，便會自然地遶過障礙物，演化出一條最短路徑。總而言之，螞蟻會往比較近且費洛蒙高的地方走。根據這樣的法則，便發展出所謂的 "螞蟻演算法" 。



而從所謂的螞蟻演算法進展到設計出蟻群系統，發現其中出現了兩個主要的缺點，第一就是費洛蒙會有Overflow和Underflow的現象，第二就是不可用在城市很多的地方，也就是說，太多的城市會造成電腦要花費相當大的運算能力。所以整個蟻群系統經過改良發展出平行蟻群系統(Parallel Ant Colony System - PACS)，PACS主要的思維是不需要每一隻螞蟻都走過每一個城市，只要靠相互間的溝通，就可以少走很多路，所以靠著平行處理的設計來完成此一構想，而這一個平行處理主要的特點，就是先分群及相互的溝通。



當然在這個領域除了螞蟻演算法以外，還有很多類似概念的發展如蜜蜂演算法等，這些都還有很大的發展空間，不過畢竟對我來說這個議題實在太漠生了，也不是很瞭解這樣的主題，主要是用來解什麼類型的問題，不過聽完後對於整個方法論的演化，還是讓我回味無窮。