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進化させる計算:遺伝的アルゴリズム

遺伝的流れと呼ばれるものは、生き物の進化をまねた、より良い答えを見つける方法です。自然界の進化と同じように、突然の変化や遺伝子の組み合わせ、環境に適したものが生き残るといった仕組みを計算に取り入れることで、複雑で難しい問題の最適解を探します。これまで難しかった問題に対しても、良い答えを見つけ出す可能性を秘めており、様々な分野で注目されています。 この方法では、まず問題の解を遺伝子に見立てた形で表現します。この遺伝子の集まりは、集団と呼ばれます。最初の集団はランダムに作られます。そして、それぞれの遺伝子(つまり解)の良さを評価します。この良さは、目的関数と呼ばれるもので測ります。目的関数は、問題によって異なります。例えば、利益を最大化したい場合は、利益が目的関数になります。 次に、より良い遺伝子を持つ親を選び、それらを組み合わせて子の遺伝子を作ります。これは、交叉と呼ばれる操作です。交叉によって、新しい解が作られます。また、突然変異と呼ばれる操作も取り入れます。突然変異は、遺伝子の一部をランダムに変化させる操作です。これは、局所的な最適解に陥るのを防ぎ、より良い解を見つける可能性を広げます。 交叉と突然変異によって作られた子の遺伝子は、再び評価され、集団の一部と入れ替わります。この一連の流れを繰り返し行うことで、集団全体の質が向上し、最終的には最適解に近づいていきます。 このように、遺伝的流れは、自然の進化を模倣することで、複雑な問題の最適解を効率的に探索する強力な方法です。 この文章では、遺伝的流れの基本的な考え方や仕組みについて説明しました。次の章では、具体的な例を挙げて、より詳しく解説します。