1.1 Fuente del algoritmo
El algoritmo de búsqueda de gorriones (SSA) es un nuevo tipo de algoritmo de optimización de inteligencia de enjambre, que se propuso en 2020 y se inspira principalmente en el comportamiento de búsqueda de alimento y el comportamiento antidepredación de los gorriones. Su revista es: Un nuevo enfoque de optimización de inteligencia de enjambre: algoritmo de búsqueda de gorrión https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21642583.2019.1708830
1.2 Características de las poblaciones de aves
Los gorriones son generalmente aves gregarias y vienen en muchas especies. Se encuentran en la mayor parte del mundo y prefieren vivir donde viven los humanos. Además, son aves omnívoras que se alimentan principalmente de semillas de cereales o malas hierbas. Como todos sabemos, los gorriones son aves residentes comunes. En comparación con muchas otras aves pequeñas, los gorriones domésticos son muy inteligentes y tienen una gran memoria.
La investigación ha demostrado que los individuos monitorean el comportamiento de los demás en un grupo. Al mismo tiempo, los agresores en bandadas que desean aumentar sus propias tasas de depredación se utilizan para competir por los recursos alimentarios de las parejas de alto consumo .
Las reservas de energía individuales pueden desempeñar un papel importante cuando los gorriones eligen diferentes estrategias de alimentación, y los gorriones con reservas de energía bajas buscan más. Cabe mencionar que las aves ubicadas en las afueras de la población son más vulnerables a los depredadores y buscan constantemente una mejor posición. Tenga en cuenta que los animales en el centro pueden acercarse a sus vecinos para minimizar su zona de peligro. También sabemos que todos los gorriones muestran un instinto natural de curiosidad por todas las cosas, y al mismo tiempo están siempre alerta.
2. Seis principios
Antes de explicar el modelo matemático, en el texto original se dan seis reglas:
1. En toda la población, los exploradores suelen tener altas reservas de energía y son responsables de buscar áreas ricas en alimentos, proporcionando a todos los seguidores áreas e instrucciones para buscar comida. En el algoritmo, el nivel de reserva de energía está estrechamente relacionado con el valor de aptitud individual del gorrión.
2. Una vez que el gorrión encuentre un enemigo natural, emitirá un chirrido como señal de alarma. Cuando el valor de alarma es mayor que el valor seguro, el explorador guiará a los seguidores a otras áreas seguras para comer.
3. La identidad del gorrión se define en el algoritmo de acuerdo a si puede encontrar mejor comida. Aunque la identidad del gorrión puede cambiar en cualquier momento, la proporción de exploradores y seguidores en la población permanece sin cambios.
4. Los gorriones con mayores reservas de energía actuarán como exploradores. Para ganar más energía, es posible que los seguidores con menos energía vuelen a otro lugar para buscar comida.
5. Durante el proceso de búsqueda de alimento, los seguidores siempre pueden seguir a los exploradores con mayores reservas de energía para buscar alimento. Para aumentar su tasa de depredación, algunos individuos comen del cuenco y miran dentro de la olla, pueden monitorear a los exploradores y competir por más recursos alimenticios.
6. Cuando el enemigo natural represente cierta amenaza, los gorriones del borde del grupo se moverán rápidamente a un área segura para obtener una mejor posición, mientras que los gorriones del medio del grupo se moverán aleatoriamente.
3 modelos matemáticos
Durante cada iteración, las actualizaciones de ubicación del buscador se describen de la siguiente manera :
Entre ellos, Xij es la posición individual del gorrión, i es el número de iteración actual, itermax es el número de iteración máximo; α es un número aleatorio en [0,1]; R 2 ( R 2 ∈ [0,1]) , ST ( ST ∈ [ 0.5,1]) son valor de advertencia y valor de seguridad respectivamente; Q es un número aleatorio que obedece a una distribución normal; L es una matriz 1×d, en la que cada elemento es 1.
Cuando R 2 < ST , significa que no hay enemigos naturales alrededor y el explorador puede realizar una búsqueda global. Si R 2 ≥ ST significa que algunos gorriones han encontrado al depredador, y todos los gorriones deben tomar las medidas correspondientes. Como se mencionó anteriormente, durante el proceso de búsqueda de alimento, algunos seguidores siempre vigilarán al explorador. Una vez que los exploradores encuentren mejor comida, abandonarán inmediatamente su posición actual para competir por la comida. La comida está disponible de inmediato si ganan la competencia, y la posición del seguidor se actualiza de la siguiente manera:
Entre ellos, Xp es la posición del explorador óptimo, Xworst es la peor posición global actual, n es el tamaño de la población. A es una matriz de 1×d, cada elemento tiene una amplitud aleatoria de 1 o -1,y A += A T( AA T)-1,cuando i > n/ 2, esto indica que el valor de aptitud es bajo El i - El carpintero no tiene comida y tiene mucha hambre, en este momento necesita volar a otros lugares en busca de comida para obtener más energía.
Cuando son conscientes del peligro, las poblaciones de gorriones se comportan contra la depredación:
