- 在线时间
- 1 小时
- 最后登录
- 2015-2-12
- 注册时间
- 2009-6-24
- 听众数
- 4
- 收听数
- 0
- 能力
- 0 分
- 体力
- 274 点
- 威望
- 4 点
- 阅读权限
- 30
- 积分
- 255
- 相册
- 0
- 日志
- 0
- 记录
- 0
- 帖子
- 245
- 主题
- 0
- 精华
- 0
- 分享
- 0
- 好友
- 2
升级 77.5% TA的每日心情 | 开心 2015-1-19 12:02 |
---|
签到天数: 1 天 [LV.1]初来乍到
|
蚁群算法(找食物)附件:源代码% A# r, i; i% A& S
小小的蚂蚁总是能够找到食物,他们具有什么样的智能呢?设想,如果我们要为蚂蚁设计一个人工智能的程序,那么这个程序要多么复杂呢?首先,你要让蚂蚁能够避开障碍物,就必须根据适当的地形给它编进指令让他们能够巧妙的避开障碍物,其次,要让蚂蚁找到食物,就需要让他们遍历空间上的所有点;再次,如果要让蚂蚁找到最短的路径,那么需要计算所有可能的路径并且比较它们的大小,而且更重要的是,你要小心翼翼的编程,因为程序的错误也许会让你前功尽弃。这是多么不可思议的程序!太复杂了,恐怕没人能够完成这样繁琐冗余的程序。 % @! W5 X+ k2 c4 _6 Z( m
x8 p5 s0 K9 M7 n, y: X9 O* ?为什么这么简单的程序会让蚂蚁干这样复杂的事情?答案是:简单规则的涌现。事实上,每只蚂蚁并不是像我们想象的需要知道整个世界的信息,他们其实只关心很小范围内的眼前信息,而且根据这些局部信息利用几条简单的规则进行决策,这样,在蚁群这个集体里,复杂性的行为就会凸现出来。这就是人工生命、复杂性科学解释的规律!6 d; W. m/ P' ^4 i [
: S. E8 h7 k" P# N1 M1 B( Q
下面就是实现如此复杂性的七条简单规则:* U( z) k$ c; ]
; O8 j, ^, ^( d4 S- A6 c" f/ u
1、范围:
9 H! s- x0 U0 `9 d( j- a( c& q$ f蚂蚁观察到的范围是一个方格世界,蚂蚁有一个参数为速度半径(一般是3),那么它能观察到的范围就是3*3个方格世界,并且能移动的距离也在这个范围之内。
" q7 o9 t9 i2 i( N7 C% i2、环境:
; B$ N; U2 w, a$ A4 l& N- Q% X/ V蚂蚁所在的环境是一个虚拟的世界,其中有障碍物,有别的蚂蚁,还有信息素,信息素有两种,一种是找到食物的蚂蚁洒下的食物信息素,一种是找到窝的蚂蚁洒下的窝的信息素。每个蚂蚁都仅仅能感知它范围内的环境信息。环境以一定的速率让信息素消失。
1 H o+ n, W# b* @- A& w) P3、觅食规则:
/ a+ x1 p7 e* S3 j在每只蚂蚁能感知的范围内寻找是否有食物,如果有就直接过去。否则看是否有信息素,并且比较在能感知的范围内哪一点的信息素最多,这样,它就朝信息素多的地方走,并且每只蚂蚁多会以小概率犯错误,从而并不是往信息素最多的点移动。蚂蚁找窝的规则和上面一样,只不过它对窝的信息素做出反应,而对食物信息素没反应。
* `8 T' G7 @# C3 z8 g7 U6 E5 N. [4、移动规则: ; g; W3 D- f5 b* o( g0 f, j
每只蚂蚁都朝向信息素最多的方向移,并且,当周围没有信息素指引的时候,蚂蚁会按照自己原来运动的方向惯性的运动下去,并且,在运动的方向有一个随机的小的扰动。为了防止蚂蚁原地转圈,它会记住最近刚走过了哪些点,如果发现要走的下一点已经在最近走过了,它就会尽量避开。1 T) J+ ], [+ Y7 b: @7 _! b0 x
5、避障规则:
- F1 s& y1 Q1 F8 c如果蚂蚁要移动的方向有障碍物挡住,它会随机的选择另一个方向,并且有信息素指引的话,它会按照觅食的规则行为。 ( Q- r1 Q" @, I% w' i3 ]+ f% M
7、播撒信息素规则:( n! F# b) R- h( D3 F2 s
每只蚂蚁在刚找到食物或者窝的时候撒发的信息素最多,并随着它走远的距离,播撒的信息素越来越少。
* ]" G5 T7 f3 Q# `" i1 X4 D* @& W+ b, z' p# f" x, [3 }' B
下面的程序开始运行之后,蚂蚁们开始从窝里出动了,寻找食物;他们会顺着屏幕爬满整个画面,直到找到食物再返回窝。 " K& j; f5 q W, _ W
! y" d; V! g1 P; O. f& p) A7 }$ s其中,‘F’点表示食物,‘H’表示窝,白色块表示障碍物,‘+’就是蚂蚁了。
+ j# n, k0 B6 S( U/ z
1 `/ ^2 h6 f; Y3 Z参数说明:
; y3 q6 b- ^9 q# W# F7 K# p最大信息素:蚂蚁在一开始拥有的信息素总量,越大表示程序在较长一段时间能够存在信息素。信息素消减的速度:随着时间的流逝,已经存在于世界上的信息素会消减,这个数值越大,那么消减的越快。
+ I2 I( S, F, G# Z4 ?1 g错误概率表示这个蚂蚁不往信息素最大的区域走的概率,越大则表示这个蚂蚁越有创新性。. i- z/ d: h% Y7 B
速度半径表示蚂蚁一次能走的最大长度,也表示这个蚂蚁的感知范围。- ]3 E' }- s" U& K. v
记忆能力表示蚂蚁能记住多少个刚刚走过点的坐标,这个值避免了蚂蚁在本地打转,停滞不前。而这个值越大那么整个系统运行速度就慢,越小则蚂蚁越容易原地转圈。 |
|