• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.100-107
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• 2011

휴리스틱 탐색에서 강화(Intensification)와 다양화(Diversification)의 조화는 중요한 연구 부분이다. 본 논문에서는 개미 집단 최적화(Ant Colony Optimization, ACO) 접근법의 하나인 개미 집단 시스템(Ant Colony System, ACS)에서 강화와 다양화의 조화를 통한 성능 향상시키는 방법을 제안한다. 제안 방법은 다양화 전략으로 전역 최적 경로가 향상되지 않는 경우 반복 탐색 구간을 고려해 상태전이 규칙의 파라미터를 변경해 탐색하고, 이러한 다양화 전략을 통해 발견된 전역 최적 경로에서 이전 전역 최적 경로와 현재 전역 최적 경로의 중복 간선에 대해 페로몬을 강화시켜 탐색하는 혼합된 탐색 방법을 제안한다. 그리고, 실험을 통해 제안된 방법이 기존 ACS-3-opt 알고리즘, ACS-Subpath 알고리즘, ACS-Iter 알고리즘, ACS-Global-Ovelap 알고리즘에 비해 최적 경로 탐색 및 평균 최적 경로 탐색의 성능이 우수함을 보여 준다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제10B권3호
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• pp.237-242
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• 2003

Ant Colony System(ACS) 알고리즘은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법이다. 이것은 greedy search뿐만 아니라 exploitation of positive feedback을 사용한 모집단에 근거한 접근법으로 Traveling Salesman Problem(TSP)를 풀기 위해 제안되었다. 본 논문에서는 전통적 전역갱신과 지역갱신 방법에 개미들이 방문한 각 간선에 대한 방문 횟수를 강화값으로 추가한 새로운 방법의 ACS를 제안한다. 그리고 여러 조건 하에서 TCS 문제를 풀어보고 그 성능에 대해 기존의 ACS 방법과 제안된 ACS 방법을 비교 평가해, 최적해에 더 빨리 수렴함을 실험을 통해 알 수 있었다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제13B권3호
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• pp.315-322
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• 2006

개미 군락 시스템(Ant Colony System, ACS)은 조합 최적화 문제 중의 하나인 방문 판매원 문제에(Traveling Salesman Problem, TSP) 간단하게 응용할 수 있고 좋은 결과를 보여주었으며 최근에는 영상처리 분야의 패턴 인식, 영상 추출, 에지 검색 등에 응용되고 있다. 에지 검색은 검색된 에지를 이용하여 문서 분류, 문자 인식, 얼굴 인식 등과 같은 분야에서 다양하게 응용될 수 있다. 기존의 연산자 위주의 에지 검색 기법들은 에지를 명확하게 검색한다고 해도 이 검색 결과를 이용하여 다음 단계의 영상처리를 위해서는 그 목적에 맞도록 새로운 후처리 작업을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 개미 군락 시스템의 특성을 이용하여 에지의 명확한 검색뿐 아니라, 좀 더 안정적이고(robustness) 유연성을(flexibility) 갖는 에지 검색 기법을 제안하며 실제 디지털 영상에 적용하였을 때 만족할 만한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권4호
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• pp.373-379
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• 2012

Disruptions in manufacturing systems caused by system changes and disturbances such as the tool wear, machine breakdown, malfunction of transporter, and so on, reduce the productivity and the increase of downtime and manufacturing cost. In order to cope with these challenges, a new method to build an intelligent manufacturing system with biological principles, namely an ant colony inspired manufacturing system, is presented. In the developed system, the manufacturing system is considered as a swarm of cognitive agents where work-pieces, machines and transporters are controlled by the corresponding cognitive agent. The system reacts to disturbances autonomously based on the algorithm of each autonomous entity or the cooperation with them. To develop the ant colony inspired manufacturing system, the disturbances happened in the machining shop of a transmission case were analyzed to classify them and to find out the corresponding management methods. The system architecture with the autonomous characteristics was generated with the cognitive agent and the ant colony technology. A test bed was implemented to prove the functionality of the developed system.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제5권3호
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• pp.193-199
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• 2005

휴리스틱 알고리즘 연구에 있어서 중요한 분야 중 하나가 강화와 다양화의 조화를 맞추는 문제이다. 개미 집단 시스템은 최근에 제안된 조합 최적화문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 기법으로, 그리디 탐색과 긍정적 보상에 의한 접근법으로 순회 판매원 문제를 풀기 위해 처음으로 제안되었다. 본 논문에서는 기존 개미집단 시스템의 성능을 향상시키기 위해 강화 전략과 다양화 전략으로 나누어진 엘리트 전략을 통해 집단간 긍정적 부정적 상호작용을 수행하는 다중 집단 개미 모델을 제안한다. 그리고, 이 제안된 엘리트 전략에 의한 다중 집단 상호작용 개미 모델을 순회판매원문제에 적용해 보고 그 성능에 대해 기존 개미집단 시스템과 비교한다.

• 대한산업공학회지
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• 제35권4호
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• pp.218-225
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• 2009

This paper considers a parallel-machine scheduling problem with job release times and sequence-dependent setup times. The objective of this problem is to determine the allocation policy of jobs and the scheduling policy of machines so as to minimize the weighted sum of setup times, delay times, and tardy times. A mathematical model for optimal solution is derived and a meta heuristic algorithm based on the improved ant colony system is proposed in this paper. The performance of the meta heuristic algorithm is evaluated through compare with optimal solutions using randomly generated several examples.

• 정보처리학회논문지B
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• 제18B권3호
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• pp.165-172
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• 2011

본 논문에서는 생물학의 개미들이 학습을 통해 목표를 획득하는 방법을 응용한 Ant-Q 알고리즘(Ant Q learning System)[1]을 Gale-Shapley[2]알고리즘을 통해 제시되었던 안정된 결혼문제(SMP: Stable Marriage Problem)[3]의 새로운 해법을 찾기 위해 적용 하였다. SMP는 남성($m_i$)들과 여성($w_j$)들은 각자 자신이 좋아하는 이상형에 대한 선호도(PL: preference list)를 바탕으로 안정이면서도 최선의 짝을 찾는 것을 목표로 하고 있다. Gale-Shapley 알고리즘은 남성(혹은 여성) 위주로 안정적(stability)인 짝(Matching)을 성사시키므로 다양한 조건을 수용하지 못한다. 본 논문에 적용된 Ant-Q는 개미(Ant)의 페로몬을 활용한 학습인 ACS(Ant colony system)에 강화학습의 일종인 Q-학습[9]을 추가한 방법으로, SMP의 새로운 해법을 찾을 수 있었다.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권2호
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• pp.55-64
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• 2023

The travelling salesman problem (TSP) is an important combinatorial optimization problem that is used in several engineering science branches and has drawn interest to several researchers and scientists. In this problem, a salesman from an arbitrary node, called the warehouse, starts moving and returns to the warehouse after visiting n clients, given that each client is visited only once. The objective in this problem is to find the route with the least cost to the salesman. In this study, a meta-based ant colony system algorithm (ACSA) is suggested to find solution to the TSP that does not use local pheromone update. This algorithm uses the global pheromone update and new heuristic information. Further, pheromone evaporation coefficients are used in search space of the problem as diversification. This modification allows the algorithm to escape local optimization points as much as possible. In addition, 3-opt local search is used as an intensification mechanism for more quality. The effectiveness of the suggested algorithm is assessed on a several standard problem instances. The results show the power of the suggested algorithm which could find quality solutions with a small gap, between obtained solution and optimal solution, of 1%. Additionally, the results in contrast with other algorithms show the appropriate quality of competitiveness of our proposed ACSA.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제18권5호
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• pp.1341-1368
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• 2024

The concept of privacy-preserving collaborative filtering (PPCF) has been gaining significant attention. Due to the fact that model-based recommendation methods with privacy are more efficient online, privacy-preserving memory-based scheme should be avoided in favor of model-based recommendation methods with privacy. Several studies in the current literature have examined ant colony clustering algorithms that are based on non-privacy collaborative filtering schemes. Nevertheless, the literature does not contain any studies that consider privacy in the context of ant colony clustering-based CF schema. This study employed the ant colony clustering model-based PPCF scheme. Attacks like shilling or profile injection could potentially be successful against privacy-preserving model-based collaborative filtering techniques. Afterwards, the scheme's robustness was assessed by conducting a shilling attack using six different attack models. We utilize masked data-based profile injection attacks against a privacy-preserving ant colony clustering-based prediction algorithm. Subsequently, we conduct extensive experiments utilizing authentic data to assess its robustness against profile injection attacks. In addition, we evaluate the resilience of the ant colony clustering model-based PPCF against shilling attacks by comparing it to established PPCF memory and model-based prediction techniques. The empirical findings indicate that push attack models exerted a substantial influence on the predictions, whereas nuke attack models demonstrated limited efficacy.

• 한국경영과학회지
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• 제35권2호
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• pp.53-69
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• 2010

This paper proposes an ant-based routing algorithm, Ant System-Routing in wireless Senor Networks(AS-RSN), for wireless sensor networks. Using a transition rule in Ant System, sensors can spread data traffic over the whole network to achieve energy balance, and consequently, maximize the lifetime of sensor networks. The transition rule advances one of the original Ant System by re-defining link cost which is a metric devised to consider energy-sufficiency as well as energy-efficiency. This metric gives rise to the design of the AS-RSN algorithm devised to balance the data traffic of sensor networks in a decentralized manner and consequently prolong the lifetime of the networks. Therefore, AS-RSN is scalable in the number of sensors and also robust to the variations in the dynamics of event generation. We demonstrate the effectiveness of the proposed algorithm by comparing three existing routing algorithms: Direct Communication Approach, Minimum Transmission Energy, and Self-Organized Routing and find that energy balance should be considered to extend lifetime of sensor network and increase robustness of sensor network for diverse event generation patterns.