An Efficient Coevolutionary Algorithm based on Species Splitting and Merging

종족의 분할과 병합을 이용한 효율적 공진화 알고리즘

  • 박성진 ((주)전능메디칼소프트웨어 연구원) ;
  • 김명원 (숭실대학교 컴퓨터학부)
  • Published : 2001.02.01

Abstract

진화 알고리즘은 자원 관리, 스케줄링, 패턴 인식 등의 다양한 문제들에 적용되는, 일반적이고 효율적인 최적화 방법이다. 그러나 이러한 진화 알고리즘의 문제점은 탐색해야할 변수가 증가할수록 그에 따른 차원의 증가로 인하여 기하급수적으로 늘어나는 탐색공간에 약하다는 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 Potter와 DeJong은 개개의 종족을 독립적으로 진화시킴으로써 탐색공간을 대폭 줄인, 협력 공진화 알고리즘을 제안하였다. 그러나 이것 또한 변수 의존성이 강한 문제들에 대해서는 비효율적인 탐색을 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 종족의 분할과 병합을 이용한 효율적인 공진화 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 없는 경우에는 종족의 분할을 통하여 탐색공간의 축소의 잇점을 얻고, 최적화하려는 변수들이 서로 의존성이 있는 경우에는 종족의 병합을 통하여 전역탐색을 하도록 한다. 제안하는 알고리즘을 몇 가지 벤치마크 함수 최적화 문제와, 상품 재고 제어문제로 실험하여 현존하는 어떤 공진화 알고리즘 보다도 효율적인 것을 보여준다.

Keywords

References

  1. Potter, M. A. and K. A. Dejong (1994). A cooperative coevolutionary approach to function optimization. In Y. Davidor and H.-P Schwefel (Eds.), Proceedings of the Third Conference on Parallel Problem Solving from Nature, pp. 249-257. Springer-Verlag
  2. Weicker, K. and Weicker N. (1999). On the improvement of revolutionary optimizers by learning variable interdependencies, Congress on Evolutionary Computation, CEC99, pp. 1627-1632
  3. Nash, J. (1951). Non-cooperative games. Annals of Mathematics 54(2), 286-295 https://doi.org/10.2307/1969529
  4. Potter, M. A. (1997). The design and analysis of a computational model of cooperative coevolution. Ph. D. thesis, George Mason University, Fairfax, Virginia
  5. Munetomo, M. and Goldberg, D. E. (1999). Identifying Linkage Groups by Nonlinearity/Non-monotonicity Detection, In Banzhaf, W. et al. (Eds.). Proceedings of the Genetic and Evolutionary Computation Conference 1999 (GECCO-99). San Fransisco, CA: Morgan Kaufmann
  6. Salomon, R. (1996). Reevaluating genetic algorithm performance under coordinate rotation of benchmark functions. BioSystems 39, 210-229
  7. Michalewicz, Z. (1995). Genetic Algorithms + Data Structures = Evolution Programs. Third, Extended Edition. Springer-Verlag
  8. Potter M. A. and K. A. De Jong (1998). The coevolution of antibodies for concept learning. Proceedings of the Fifth International Conference on Parallel Problem Solving from Nature, pp. 530-539. Springer-Verlag
  9. Sen S., Biswas A., Debnath S. and Puppala N. (1999) Cooperative Coevolution using Shared Memory Genetic and Evolutionary Computing Conference (GECCO '99) workshop on Coevolutionary Algorithms and Coevolutionary Agents
  10. Roger Eriksson and Bjorn Olsson (1997). Cooperative Coevolution in Inventory Control Optimisation. In Smith, Steele and Albrecht (Eds.) Proceedings of 3rd International Conference on Artificial Neural Networks and Genetic Algorithms (ICANNGA97), Norwich, UK, April 1-4 1997