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ニューラルネット Report4
GAでナップサック問題を解く.
その際,(1)各遺伝子操作オペレータ(選択,交叉,突然変異)を実装した場合と,
(2)実装しない場合,について実験を行い,得られた結果の違いから各オペレータの役割を考察せよ.
- 選択のみ実装
選択のみなので、特に変化は起きず、一本の平行な線になることがわかる。
- 交叉のみ実装
交叉のみの実装なので、選択はしないので交叉をしても近い値にはならず、gaとしての機能はない
- 突然変異のみ実装
交叉のみの場合と同じく、毎回ランダムな値になるだけなので、gaとしての機能はない
- 選択及び交叉の実装
図からも分かるようにとても良い結果を出力する。ただし、極値にたどり着くとそこで終わってしまうため、他の値が最適解であるという可能性は残る
- 選択及び突然変異の実装
図では、良い結果が出ているが、これは、まぐれだと思われる。選択をしても、突然変異しか起こらないのでは、最適解にたどり着くのは運との勝負である。ただし、突然変異のみよりは良い結果が出る
- 交叉及び突然変異の実装
交叉及び突然変異だけだと、良い結果が残らないので、交叉や突然変異だけの時同様、gaとしての役割を果たさない
- 全ての実装
全ての図と比べて分かるように、一番良い方法である事が分かる。また、交叉と選択だけの場合とは違い、突然変異も行われるので、極値にはまってしまうような恐れが少なくなる
考察
この結果により、以下の事が分かった。
- 選択
- より良いものを残すためにより良い結果を選択する
- 交叉
- 2つの値のものを交叉させる。選択でより良い結果を得、その2つを交叉させる事により、さらに良い結果を出せるかもしれない
- 突然変異
- 突然変異は、その名の通りで、ランダムに値を変化させる。この事により、極値に陥ってしまうというような状況を避ける事ができる
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