فیلم آموزش عملی حل مسائل گسسته با استفاده از الگوریتم مورچگان

بهینه سازی کلونی مورچه ها یا Ant Colony Optimization و (به اختصار ACO)، که در سال 1992 توسط مارکو دوریگو (Marco Dorigo) و در رساله دکتری وی مطرح شد، یکی از بارزترین نمونه ها برای روش های هوش جمعی است. این الگوریتم از روی رفتار جمعی مورچه ها الهام گرفته شده است. مورچه ها با همکاری یکدیگر، کوتاه ترین مسیر را میان لانه و منابع غذایی پیدا می کنند تا بتوانند در کمترین زمان مواد غذایی را به لانه منتقل کنند. هیچ کدام از مورچه ها، به تنهایی قادر به انجام چنین کاری نیستند، اما با همکاری و پیروی از چند اصل ساده، بهترین راه را پیدا می کنند. الگوریتم مورچه ها، یک مثال بارز از هوش جمعی هستند که در آن عامل هایی که قابلیت چندان بالایی ندارند، در کنار هم و با همکاری یکدیگر می توانند نتایج بسیار خوبی به دست بیاورند.

الگوریتم مورچگان برای حل و بررسی محدوده وسیعی از مسائل بهینه سازی به کار برده شده است. از این میان می توان به حل مسأله کلاسیک فروشنده دوره گرد و همچنین مسأله راهیابی در شبکه های مخابرات راه دور اشاره نمود. در فیلم آموزش عملی حل مسائل گسسته با استفاده از الگوریتم مورچگان، روش های حل مسائل گسسته (از نوع باینری، عدد صحیح و جایگشتی) مورد بحث و بررسی واقع شده است. در این فیلم با حل سه مسأله به صورت عملی، نکات عملی مربوطه به طور گام به گام آموزش داده شده اند. سه مسأله مورد بررسی در این فیلم عبارتند از:

• مسأله کوله پشتی باینری یا Binary Knapsack Problem
• مسأله کوله پشتی عدد صحیح یا Integer Knapsack Problem
• مسأله تخصیص درجه دو یا Quadratic Assignment Problem (به اختصار QAP)

مطالب و مباحث این فیلم آموزشی به زبان فارسی روان، و توسط مهندس سید مصطفی کلامی هریس ارائه شده است، و می تواند به عنوان یک مرجع بسیار کامل، برای استفاده دانشجویان و دانشپژوهان مورد استفاده قرار بگیرد.

 سرفصل های مهم مورد بحث در این فیلم آموزشی عبارتند از:

• بیان ریاضی مسأله کوله پشتی باینری
• شیوه نمایش راه حل مسأله باینری به صورت لایه ای در الگوریتم مورچگان
• پیاده سازی گام به گام و حل مسأله کوله پشتی باینری در متلب
• بهبود عملکرد و تکمیل برنامه نوشته شده
• بیان ریاضی مسأله کوله پشتی عدد صحیح
• طراحی راه حل به صورت لایه های نا متجانس در الگوریتم مورچگان
• پیاده سازی گام به گام و حل مسأله کوله پشتی عدد صحیح در متلب
• بیان ریاضی مسأله QAP و کاربردهای آن
• نمایش راه حل مسأله QAP به صورت لایه ای در الگوریتم مورچگان
• پیاده سازی گام به گام برنامه مربوط به حل QAP در متلب
• بررسی تاثیر تغییر پارامترهای مسأله در پاسخ نهایی
• نمایش گرافیکی نتایج حاصل از حل مسأله QAP
• جمع بندی و نتیجه گیری های نهایی