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《模拟退火游戏教程全集:解密算法的奇妙世界》(模拟退火算法经典实例)

今天给各位分享《模拟退火游戏教程全集:解密算法的奇妙世界》的知识,其中也会对《模拟退火游戏教程全集:解密算法的奇妙世界》进行详细列举解释,一起来了解下吧!
  1. 多源模拟退火算法?
  2. kl退火算法?
  3. 蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法等真的是人工智能吗?

多源模拟退火算法?

模拟退火算法描述:

若J( Y(i+1) )>= J( Y(i) ) (即移动后得到更优解),则总是接受该移动

若J( Y(i+1) )< J( Y(i) ) (即移动后的解比当前解要差),则以一定的概率接受移动,而且这个概率随着时间推移逐渐降低(逐渐降低才能趋向稳定)

  这里的“一定的概率”的计算参考了金属冶炼的退火过程,这也是模拟退火算法名称的由来。

以下是模拟退火算法的一般描述:

1. 初始化当前解Y,设置初温T和终温Tmin,以及迭代次数或停止准则。

2. 在当前温度下,生成新的解Y(i+1)作为当前的候选解。

3. 计算新解Y(i+1)的目标函数值J(Y(i+1))以及当前解Y(i)的目标函数值J(Y(i))。

4. 如果J(Y(i+1)) >= J(Y(i)),则总是接受新解Y(i+1),更新当前解为Y(i+1)。

5. 如果J(Y(i+1)) < J(Y(i)),则以一定概率接受新解Y(i+1)。这个概率由Metropolis准则决定,即P=exp(-ΔE/T),其中ΔE = J(Y(i+1)) - J(Y(i))为目标函数值的变化量。若P大于一个随机生成的0到1之间的数,则接受新解;否则,保持当前解。

6. 降低温度T,通过一个退火调度来控制温度的降低速度。常用的调度方法是模拟退火的核心,可以根据实际问题进行调整。

7. 重复步骤2到步骤6,直到满足停止准则(如达到最大迭代次数或温度降低到终温)。

模拟退火算法的关键是在接受新解时允许跳出局部最优解,以便在解空间中寻找到全局最优解的可能性。逐渐降低温度使得在算法的早期阶段接受较差的解,而在后期逐渐趋向于接受更好的解。

需要注意的是,模拟退火算法是一种启发式算法,其性能结果取决于问题本身和算法的参数设置。在实际应用中,需要根据具体问题进行调优和调整。

《模拟退火游戏教程全集:解密算法的奇妙世界》(模拟退火算法经典实例)

kl退火算法?

算法步骤

模拟退火算法新解的产生和接受可分为如下四个步骤:

第一步是由一个产生函数从当前解产生一个位于解空间的新解;为便于后续的计算和接受,减少算法耗时,通常选择由当前新解经过简单地变换即可产生新解的方法,如对构成新解的全部或部分元素进行置换、互换等,注意到产生新解的变换方法决定了当前新解的邻域结构,因而对冷却进度表的选取有一定的影响。

第二步是计算与新解所对应的目标函数差。因为目标函数差仅由变换部分产生,所以目标函数差的计算最好按增量计算。事实表明,对大多数应用而言,这是计算目标函数差的最快方法。

第三步是判断新解是否被接受,判断的依据是一个接受准则,最常用的接受准则是Metropo1is准则: 若Δt′<0则接受S′作为新的当前解S,否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解S。

第四步是当新解被确定接受时,用新解代替当前解,这只需将当前解中对应于产生新解时的变换部分予以实现,同时修正目标函数值即可。此时,当前解实现了一次迭代。可在此基础上开始下一轮试验。而当新解被判定为舍弃时,则在原当前解的基础上继续下一轮试验。

注意事项

模拟退火算法与初始值无关,算法求得的解与初始解状态S(是算法迭代的起点)无关;模拟退火算法具有渐近收敛性,已在理论上被证明是一种以概率l 收敛于全局最优解的全局优化算法;模拟退火算法具有 并行性。

蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法等真的是人工智能吗?

我是人工智能的小白,不能告诉你这几个算法是否是人工智能,不过碰巧多年前学习优化算法时,接触过这些算法。在这里分享几个关于算法的故事吧。

货郎担问题

有个快递小哥要跑遍全城送货,您打算帮他规划一条最短的路线。该怎么做呢,最直接的办法是穷举法。罗列出所有可能的线路,计算出每条线路的距离,寻求最短的路径。看起来很简单吧。可是在实际的路网上,路线组合是非常多的。如果有15个目的地,组合的数量至少是15的阶乘。更何况还要考虑路况,收费免费,时间段等各种条件的组合,这样的计算量恐怕是量子计算机也不能在可接受的时间里完成。这象是对条件不足多元方程组求解,要从无穷多的解中找出最接近期望值的解。于是,人们想出了许多快速逼近最优解的办法。

蚂蚁算法

蚂蚁出来觅食时,先是向四面八方出动,发现食物的蚂蚁会掉头回来通知其它的蚂蚁。接到通知的蚂蚁就会向食物的方向移动。蚂蚁移动时会在路线上留下气味。这样在通向食物的路线上气味就越来越浓,后面的蚂蚁不用直接接到信息,只要追着最浓的气味就可以找到食物。人们受到这个现象的启发,设立出来先按随机条件计算,在小范围内找到局部最优解之后,就为这些条件加分。一定时间后就围绕着分数高的条件计算,不断反复后得到的解被当作近似最优解。这就是蚂蚁算法的原理。

神经网络

和蚂蚁算法类似,人的记忆是通过神经元的突出建立起联系实现的。类似的刺激会使联系增强。达到一定刺激量之后,就可以形成长久的记忆。模仿这一过程,人们把各种约束条件当作神经元,随机选取路线,输入各种条件,当路径倾向于缩短时,就按照权重给各条件加分,反之就给条件减分,然后,根据分数,以最有利于优化的条件为主重新选择路线,反复该过程直到达到边界条件时,就认为得到了近似最优解。遗传算法,模拟退火算法,也都是用一定的方法,缩小计算范围,通过求局部最优解逼近最优解的。就不啰嗦了。

人工智能和优化算法

优化算法实际上是从早期人工智能的研究发展起来的,从这个意义上说,这些算法也可以说是人工智能吧。

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