• Title/Summary/Keyword: 유전 문제 해결

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Improving Efficiency of GP by Adaptive Node Selection for Bipedal Locomotion with Evolutionary Algorithm (2족 보행운동 생성을 위한 적응적 노드 선택에 의한 유전적 프로그래밍의 성능 향상)

  • 옥수열
    • Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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    • 2004.10a
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    • pp.165-168
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    • 2004
  • 본 연구에서는 근골격계로 구성된 신체 역학계와 신경 진동자로 구성된 신경계의 상호작용에 의해서 자율적인 2족 보행운동 생성하려고 하고 있다. 이를 위해서는 역학계와 신경계의 않은 파라메트(Parameter)의 조절이 필요하다 본 연구에서는 유전적 프로그래밍(GP)을 이용하여 파라메트의 자동조절 수법을 제안하였다. GP는 문제를 해결하기 위한 계산 프로그래밍을 탐색하는 진화형 탐색 알고리즘으로, GP를 이용해서 문제해결을 행하기 위해서는 노드의 선택이 매우 중요하다. 그러나 대상문제에 대한 충분한 정보가 없는 경우에는 노드를 용장성 있게 설계하게 되어, 이로 인한 탐색공간의 확장으로 GP에 대한 탐색성능의 저하를 초래한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 용장성 노드 집합으로부터 유용한 노드를 획득하기 위해 제안한 수법을 2족 보행운동 생성 시스템에 적용하기 전에 사전 평가로서 기호회귀(Symbolic Regression)문제에 적용하여 실험을 통해 제안 수법의 타당성과 탐색성능 향상의 효과에 관해서 논하고자 한다.

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Parallel Genetic Algorithm using Fuzzy Logic (퍼지 논리를 이용한 병렬 유전 알고리즘)

  • An Young-Hwa;Kwon Key-Ho
    • The KIPS Transactions:PartA
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    • v.13A no.1 s.98
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    • pp.53-56
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    • 2006
  • Genetic algorithms(GA), which are based on the idea of natural selection and natural genetics, have proven successful in solving difficult problems that are not easily solved through conventional methods. The classical GA has the problem to spend much time when population is large. Parallel genetic algorithm(PGA) is an extension of the classical GA. The important aspect in PGA is migration and GA operation. This paper presents PGAs that use fuzzy logic. Experimental results show that the proposed methods exhibit good performance compared to the classical method.

Study on Gene Representation in GA for Optimal Communication Spanning Tree Problems (최적 통신 걸침 나무 문제해결을 위한 유전알고리즘의 유전자 표현법에 대한 연구)

  • Kim, Jong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2007.10d
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    • pp.277-280
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    • 2007
  • 통신 시스템에 대한 관심은 인터넷의 급격한 발전에 의해 가상공간의 출현과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축에 대한 요구가 증대됨에 따라 관련 이론 및 기술의 발전을 주도해 왔다. 이와 관련한 문제들 중에 가장 근간이 되는 문제들 중 하나는 최적 통신 걸침 나무 (OCST: Optimal Communication Spanning Tree) 문제이다. 본 논문에서는 이러한 최적 통신 걸침 나무 문제를 해결하기 위해 유전 알고리즘 (GA)를 이용한다. 유전 알고리즘을 이용함에 있어서 중요한 단계중 하나는 유전자표현을 어떻게 문제에 적합하게 설계하느냐이다. 본 논문에서는 걸침나무를 표현하기 위해 기존의 $Pr\ddot{u}fer$수 기반의 유전자 표현법을 개선하여 n개의 노드에 대해 n-2개의 숫자열로 표현가능하면서도 보다 더 최적 통신 걸침 문제에 적합하도록 고안한 새로운 유전자 표현법을 이용한다. 임의로 생성된 예제에 대한 수치 실험을 통해 통신시스템의 기본 문제 중 하나인 최적 통신 걸침 문제의 해법으로서의 제안 알고리즘의 유용성과 효율성을 확인한다.

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Analysis of Genetics Problem-Solving Processes of High School Students with Different Learning Approaches (학습접근방식에 따른 고등학생들의 유전 문제 해결 과정 분석)

  • Lee, Shinyoung;Byun, Taejin
    • Journal of The Korean Association For Science Education
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    • v.40 no.4
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    • pp.385-398
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    • 2020
  • This study aims to examine genetics problem-solving processes of high school students with different learning approaches. Two second graders in high school participated in a task that required solving the complicated pedigree problem. The participants had similar academic achievements in life science but one had a deep learning approach while the other had a surface learning approach. In order to analyze in depth the students' problem-solving processes, each student's problem-solving process was video-recorded, and each student conducted a think-aloud interview after solving the problem. Although students showed similar errors at the first trial in solving the problem, they showed different problem-solving process at the last trial. Student A who had a deep learning approach voluntarily solved the problem three times and demonstrated correct conceptual framing to the three constraints using rule-based reasoning in the last trial. Student A monitored the consistency between the data and her own pedigree, and reflected the problem-solving process in the check phase of the last trial in solving the problem. Student A's problem-solving process in the third trial resembled a successful problem-solving algorithm. However, student B who had a surface learning approach, involuntarily repeated solving the problem twice, and focused and used only part of the data due to her goal-oriented attitude to solve the problem in seeking for answers. Student B showed incorrect conceptual framing by memory-bank or arbitrary reasoning, and maintained her incorrect conceptual framing to the constraints in two problem-solving processes. These findings can help in understanding the problem-solving processes of students who have different learning approaches, allowing teachers to better support students with difficulties in accessing genetics problems.

설비배치안 작성을 위한 유전 알고리즘에 관한 연구

  • 홍관수;권성우
    • Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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    • v.2 no.2
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    • pp.87-103
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    • 1997
  • 설비 배치는 기업의 장단기 생산능력 효율에 상당한 영향을 미치므로 제품 및 서비스의 생산에 있어 최대의 효율을 올릴 수 있도록 배치되어야 하나, 최적의 설비 배치안을 찾는다는 것은 매우 어려운 일이다. 이러한 설비 배치 문제는 이차할당문제(Quadratic Assignment Problem : QAP)로 모형화할 수 있으며, 이의 해결을 위해 일반적으로 휴리스틱 알고리즘은 전통적인 검색 기법에 비해 우위에 있는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서는 설비 배치 문제의 해결을 위하여 유전 알고리즘의 개발을 시도하였으며, 선행 연구들과의 비교 분석 결과 기존 연구들에 비해 더 우수한 해을 제시할 수 있었다.

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Performance Evaluation of Genetic Algorithm for Traveling Salesman Problem (외판원문제에 대한 유전알고리즘 성능평가)

  • Kim, Dong-Hun;Kim, Jong-Ryul;Jo, Jung-Bok
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2008.10a
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    • pp.783-786
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    • 2008
  • 외판원문제(Traveling Salesman problem: TSP)는 전형적인 조합최적화 문제로 위치하는 n개의 모든 지점을 오직 한번씩만 방문하는 순회경로를 결정하는 과정에서 순회비용 또는 순회거리를 최소화한다. 따라서 본 논문에서는 종래의 NP-hard문제로 널리 알려진 TSP를 해결하기 위해서 메타 휴리스틱기법 중에서 가장 널리 이용되고 있는 유전 알고리즘(Genetic Algorithm: GA)을 이용한다. 마지막으로, 유전 알고리즘을 이용해 외판원문제에 적합한 성능을 보이는 유전 연산자를 찾아내기 위해 수치 실험을 통해 그 성능에 대한 평가를 한다.

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Evolutionary Algorithm for solving Optimum Communication Spanning Tree Problem (최적 통신 걸침 나무 문제를 해결하기 위한 진화 알고리즘)

  • Soak Sang-Moon;Chang Seok-Cheol;Byun Sung-Cheal;Ahn Byung-Ha
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.4
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    • pp.268-276
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    • 2005
  • This paper deals with optimum communication spanning tree(OCST) problem. Generally, OCST problem is known as NP-hard problem and recently, it is reveled as MAX SNP hard by Papadimitriou and Yannakakis. Nevertheless, many researchers have used polynomial approximation algorithm for solving this problem. This paper uses evolutionary algorithm. Especially, when an evolutionary algorithm is applied to tree network problem such as the OCST problem, representation and genetic operator should be considered simultaneously because they affect greatly the performance of algorithm. So, we introduce a new representation method to improve the weakness of previous representation which is proposed for solving the degree constrained minimum spanning tree problem. And we also propose a new decoding method to generate a reliable tree using the proposed representation. And then, for finding a suitable genetic operator which works well on the proposed representation, we tested three kinds of genetic operators using the information of network or the genetic information of parents. Consequently, we could confirm that the proposed method gives better results than the previous methods.

A Genetic Algorithm for a Large-Scaled Maximal Covering Problem (대규모 Maximal Covering 문제 해결을 위한 유전 알고리즘)

  • 박태진;황준하;류광렬
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.31 no.5
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    • pp.570-576
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    • 2004
  • It is very difficult to efficiently solve a large-scaled maximal covering problem(MCP) by a genetic algorithm. In this paper, we present new crossover and mutation operators specially designed for genetic algorithms to solve large-scaled MCPs efficiently. We also introduce a novel genetic algorithm employing unexpressed genes. Unexpressed genes are the genes which are not expressed and thus do not affect the evaluation of the individuals. These genes play the role of reserving information susceptible to be lost by the application of genetic operations but is suspected to be potentially useful in later generations. The genetic algorithm employing unexpressed genes enjoys the advantage of being able to maintain diversity of the population and thus can search more efficiently to solve large-scaled MCPs. Experiments with large-scaled real MCP data has shown that our genetic algorithm employing unexpressed genes significantly outperforms tabu search which is one of the popularly used local neighborhood search algorithms for optimization.

Study on the Parameter Auto Tuned Genetic Algorithm for OCST Design Problems (최적 통신 스패닝 트리 설계 문제를 위한 파라미터 자동조절 유전알고리즘에 대한 연구)

  • Kim, Jong Ryul
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.857-860
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    • 2009
  • 최근 유무선 통신 시스템의 발전에 따른 인터넷 환경의 급격한 변화는 가상공간의 출현과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경 구축에 대한 요구를 가속화시키고 있으며 이와 관련된 이론 및 기술의 발전을 주도해 왔다. 이와 관련한 문제들 중에 가장 근간이 되는 문제들 중 하나는 최적 통신 스패닝 트리(OCST: Optimal Communication Spanning Tree) 문제이다. 본 논문에서는 이러한 최적 통신 스패닝 트리 문제를 해결하기 위해 파라미터를 자동 조절하는 유전 알고리즘 (Parameter Auto Tuned GA, PAT-GA)을 이용한다. 제안하는 유전 알고리즘은 교차율, 돌연변이율과 같은 파라미터를 자동조절하기 위해 퍼지 논리 제어기 (FLC: Fuzzy Logic Controller)를 이용한다. 임의로 생성된 예제에 대한 수치 실험을 통해 통신시스템의 기본 문제 중 하나인 최적 통신 스패닝 트리 문제의 해법으로서의 제안 알고리즘의 유용성과 효율성을 확인한다.

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Genetic Algorithm-Based Feature Selection Scheme for Short-Term Load Forecasting (단기 전력수요 예측을 위한 유전 알고리즘 기반의 특징 선택 기법)

  • Park, Sungwoo;Moon, Jihoon;Hwang, Eenjun
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2019.10a
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    • pp.813-816
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    • 2019
  • 최근 에너지 부족 문제 및 환경 문제의 해결수단으로 스마트 그리드가 많은 주목을 받고 있다. 스마트 그리드 기술은 에너지를 효율적으로 사용하는 데 도움을 주며, 이를 위해서는 더욱 정확한 전력수요 예측이 필요하다. 다양한 기계학습 기법 기반의 전력수요 예측 모델은 좋은 예측 성능을 보이지만 입력 변수의 개수가 증가할수록 처리해야 하는 데이터의 양이 기하급수적으로 증가한다는 단점이 존재한다. 또한, 불필요한 데이터를 입력 변수로 선정할 경우에는 모델의 정확도가 저하될 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 다양한 특징 선택 기법들이 제안되었지만, 기존의 특징 선택 기법은 모델의 성능을 고려하지 않았기 때문에 실제 적용 시 오히려 모델의 성능이 저하될 수도 있다. 이에 본 논문은 유전 알고리즘을 기반으로 한 특징 선택 기법을 제안한다. 유전 알고리즘을 통해 각 모델에 맞는 최적의 입력 변수를 선택함으로써 빠른 학습 속도와 높은 정확도를 기대할 수 있다.