خوارزمية تطورية Evolutionary Algorithms (EA)

1 دقيقة

ما هي الخوارزمية التطورية؟

هي خوارزمية قائمة على الذكاء الاصطناعي تحل المشكلات من خلال توظيف العمليات التي تحاكي سلوكيات الكائنات الحية، بحيث تستخدم آليات مرتبطة عادةً بالتطور البيولوجي، مثل التكاثر والطفرات وإعادة التركيب.

أهمية الخوارزميات التطورية

 تسمح الخوارزمية التطورية بإيجاد أفضل الحلول للمشكلات مع الاعتماد على عملية التطور الطبيعية المستوحاة من التطور الدارويني، بحيث تتميز هذه الخوارزمية بالكفاءة في حل المشكلات الصعبة والمعقدة، إذ تقوم بتوليد مجموعات من الحلول المحتملة مع التفاعل بينها، ثم تقوم بتحسينها عبر الأجيال اللاحقة.

الخوارزميات التطورية في الأعمال

إليك أهم مزايا الخوارزميات التطورية للأعمال التجارية، تعرّف على أبرزها:

  • زيادة المرونة: يمكن تعديل الخوارزمية التطورية وتكييفها لحل المشكلات الأكثر تعقيداً التي تواجهها الشركات وتحقيق الأهداف المرجوة وابتكار الحلول.
  • حلول غير محدودة: على عكس الأساليب الكلاسيكية التي تقدم وتحاول الحفاظ على أفضل حل، تضمن الخوارزميات التطورية الحلول المحتملة المتعددة للمشكلة.

كيف تعمل الخوارزميات التطورية؟

تعمل هذه الخوارزميات من خلال دالة الملائمة (Fitness Function)، وهي دالة تستخدم للتلخيص من خلال قياس مدى قرب العامل الحالي من الحل المطلوب لتحقيق أهداف الخوارزمية التطورية، وهناك الكثير من المتغيرات التي تؤخذ بعين الاعتبار، مثل السرعة ومكان الميزة في مجموعة الحلول أو المتغيرات الزمنية والترددية. 

تتضمن خطوات عمل الخوارزمية ما يلي:

  1. توليد الخوارزمية مجموعة الحلول الأولية بشكل عشوائي وتسمى الجيل الأول.
  2. تقييم مدى ملاءمة كل حل من خلال دالة الملائمة لتناسب أهداف الخوارزمية.
  3. اختيار الوالدين "أي أفضل حلين".
  4. توليد حلول جديدة من الأبوين من خلال التقاطع والطفرات العشوائية لتوليد جيل جديد.
  5. تقييم مدى ملاءمة كل حل من الجيل الجديد من خلال دالة الملائمة.
  6. استبدال الحلول الأقل ملائمة بحلول جديدة مناسبة.