Izranjajuca Inteligencija

1
Izranjajuca Inteligencija
SVEUCILIŠTE U ZAGREBU Fakultet elektrotehnike i
racunarstva
Autori Krešimir Antolic Tomislav
Lugaric Zvonimir Pavlic
Zagreb 2008.
2

• Dumb parts, properly connected
• into a swarm, yield smart
• results.
• Kevin Kelly
• New Rules for the New Economy
• Sep 1997

3
Izranjajuca Inteligencija?

• svojstvo nekih decentraliziranih sustava da,
  iako sastavljenih od velikog broj jednostavnih
  nezavisnih elemenata, iskazuju inteligentno
  ponašanje
• timski rad, ne od 10 clanova, nego stotina i
  tisuca raznih elemenata, koji postižu rezultate
  kakve bi cesto i najbolji hijerarhijski sustav
  imao problema postici

4
Karakteristike

• jednostavni dijelovi sustava
• decentralizirani sustav sastavljen od
  jednostavnih dijelova
• fleksibilan, robustan, samoorganizirajuc sustav
• povratna veza!

5

• The whole is greater than
• the sum of the parts.

6
U Svijetu Oko Nas
Ptice
Pcele
Gradovi
Ekonomija
Internet
7
U Svijetu U Nama
Napredak
Pismo
Umjetnost
Znanost
8
Pojedinac?
Ili skupina pojedinaca?

• Tko je zaslužan za ovo?

9
Izranjajuca Inteligencija i Znanost

• znanost proucava i posuduje znanje prirode
• rješavanje problema koji se mogu prikazati pomocu
  grafova

Prepreka
Kako pronade najkraci put?
10
Mrav I Hrana
E
A - pocetak
1
2
F - hrana
F
D
4
-ostavljanje feromonskog traga
5
-što je put kraci to je trag jaci
3
-jaci feromoni na putu poželjniji put
2
5
C
3
A
1
B
11
ACO Algoritam

• 1999. Dorigo, Di Caro i Gambardella
• Ant Colony Optimization nastalo promatranjem
  ponašanjem mrava
• heuristicke funkcije za odabir rješenja

12
Primjena

• nalaženje najkracih puteva u grafu
• Traveling Salesman Problem
• usmjeravanje paketa u mreži
• paralelno rješavanje problema

13
Traveling Salesant Problem
Problem Proci sve mravinjake i vratiti se u
pocetni mravinjak najkracim mogucim putem.
m1
t132
t144
t135
t343
m3
?!?
m4
t231
t242
m2
14
Algoritam?

• mravi pamte put, ostavljaju feromonski
  trag obrnuto proporcionalno prijedenom putu,
  nakon što prijedu put
• odabir sljedeceg mravinjaka vrši se pomocu
  duljine puta i ostavljenog feromonskog traga

l1
t12 2
n120.5
m3
l2j
t23 3
n230.9
15
m1
t132
t144
t135
t343
m3
m4
t231
t242
m2
dA9
dA9
Svaki mrav nakon prolaska ostavlja feromonski
trag nij1/dk.
dB12
dB9
U svakoj sljedecoj iteraciji mrav preferira put
sa više feromona.
dC9
dC9
16
Algoritam!

• Funkcija ACO
• postaviMraveURazliciteMravinjake
• dok(uvjet_prestanka_izracunavnja)
• nadjiRjesenjeZaSvakogMrava
• ispariFeromonskiTrag
• ostaviFeromonskiTragZaSvakogMrava

17
Zakljucak

• priroda puna dobrih rješenja za probleme koje
  znanost cesto susrece
• ACO algoritam pogodan za rješavanje problema
  prikazanih pomocu grafa
• postoje mnoge varijante implementacije ACO
  algoritma, ali nijedna ne garantira nalaženje
  najboljeg riješenja, ali riješenje koje se nade
  obicno je veoma dobro