MatlabTuts

در این پست ما ابتدا با استفاده از الگوریتم فراابتکاری خفاش دستگاه معادله را در نرم افزار متلب حل نموده ایم، سپس نحوه پیدا کردن ریشه یک تابع را که شبیه به همین مساله بوده، توسط الگوریتم کرم شب تاب آموزش داده و در نرم افزار متلب کدنویسی کرده ایم.

الگوریتم بهینه سازی خفاش(Bat Optimization Algorithm)

هوش جمعی یکی از قویترین تکنیک های بهینه سازی می باشد که بر مبنای رفتارهای گروهی است. الگوریتم خفاش از دسته الگوریتم های فراشناختی است که الهام گرفته از رفتار جمعی خفاشها در محیط طبیعی است که در سال ۲۰۱۰ توسط آقای یانگ ارائه شد.

این الگوریتم برمبنای استفاده از خاصیت انعکاس صدا توسط خفاش ها است. خفاش ها مسیر و محل دقیق طعمه خود را بوسیله فرستادن امواج صوتی و دریافت بازتاب آن، پیدا می کنند. زمانی که امواج صوتی به سمت فرستنده امواج (خفاش) باز میگردد، این پرنده می تواند یک تصویر صوتی از موانع روبروی محیط اطراف خود رسم کند و محیط اطراف را حتی در تاریکی مطلق به خوبی ببیند. با استفاده از این سیستم، خفاش ها میتوانند اجسام متحرک مثل حشرات و اجسام بی حرکت مثل درختان را تشخیص دهند.

الگوریتم خفاش مبتنی بر ویژگی پژواک یابی ریزخفاش ها است. در حالت کلی دو نوع خفاش وجود دارد که نوع اول بزرگ – خفاش ها هستند و نوع دوم ریزخفاش ها نام دارند. ریزخفاش ها از این ویژگی برای پرواز در شب و شکار استفاده می کنند. پژواک یابی ریزخفاشها در عمل یک سامانه ادراکی است که در آن موج های فرا صوتی برای بدست آوردن پژواک، تولید می شوند.

مغز و دستگاه عصبی خفاش با مقایسه ی موجهای فرستاده شده و موج های بازتاب شده می تواند تصویری از فضای پیرامون و جزئیاتش را برای خود بسازد. این توانایی به ریزخفاش ها اجازه می دهد تا در تاریکی مطلق شکارشان را شناسایی کنند. شدت موج تولیدی توسط خفاش ۱۳۰دسی بل است و برای شکار طعمه از فرکانس ۱۵ کیلوهرتز تا ۲۰۰
کیلوهرتز استفاده می کند. این درحالی است که دامنه شنوایی انسان از ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز است. خفاش برای آنکه داده های بدست آمده را شناسایی کند، باید بتواند صدای تولیدی توسط خودش را از پژواک آن جدا کند.

ریزخفاش ها برای این هدف دو روش دارند:

پژواک یابی با چرخه هایی با بازه زمانی کوتاه : این دسته از خفاش ها میتوانند صدای فرستاده شده از سوی
خود را با کمک زمان سنجی، از صدای بازتاب شده، شناسایی کنند.
پژواک یابی با چرخه هایی با بازه زمانی بلند : این خفاش ها صدایی پیوسته تولید می کنند و پالس ها و
پژواک ها را با تغییر بسامد از هم جدا می کنند. آنها می توانند بسته به سرعت پرواز، پالس هر بسامد تولیدی را
تغییر دهند. به این ترتیب پژواک دریافتی همچنان در بازه شنوایی مناسب قرار می گیرد.

برای اظلاعات بیشتر می توانید از طریق لینک زیر به مقاله پایه این الگوریتم مراجعه کنید:

A New Metaheuristic Bat-Inspired Algorithm

حل دستگاه معادله و پیدا کردن جواب آن با استفاده از الگوریتم خفاش در نرم افزار متلب(Matlab)

دستگاه معادله ای که در تصویر زیر نشان داده شده است توسط الگوریتم خفاش حل شده است:

الگوریتم بهینه سازی کرم شب تاب (ّFirefly Optimization Algorithm)

الگوریتم های الهام گرفته از طبیعت از جمله قوی ترین الگوریتم ها برای بهینه سازی هستند. این الگوریتم نیز توسط یانگ در مقاله زیر معرفی شده است. در این مقاله شرح مفصلی از الگوریتم کرم شب تاب جدید (FA) برای کاربردهای بهینه سازی چندوجهی ارائه شده است. الگوریتم کرم شب تاب پیشنهادی این مقاله با سایر الگوریتم های فراابتکاری مانند بهینه سازی ازدحام ذرات (PSO) مقایسه شده و شبیه سازی ها و نتایج نشان داده که الگوریتم کرم شب تاب پیشنهادی نسبت به الگوریتم های فراابتکاری موجود برتری دارد. در نهایت کاربردها و مفاهیم آن را برای تحقیقات بیشتر مورد بحث قرار قرار داده است.

Firefly Algorithms for Multimodal Optimization

الگوریتم کرم شب تاب شباهت زیادی به الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات(PSO) دارد که در سایت فرادرس با جزئیات بیشتری مورد بررسی قرار گرفته است که برای اطلاعات بیشتر می توانید به آنجا مراجعه کنید.

پیدا کردن ریشه تابع ریاضی با استفاده از الگوریتم کرم شب تاب در نرم افزار متلب(Matlab)

تابع ریاضی ای که ریشه آن را توسط الگوریتم کرم شب تاب در این پروژه پیدا کردیم در شکل زیر نشان داده شده است:

کد متلب این پروژه را می توانید از لینک زیر دانلود نمایید. این پروژه شامل سورس کد های الگوریتم خفاش و کرم شب تاب برای حل دستگاه معادله و همچنین پیدا کردن ریشه تابع ریاضی می باشد. همچنین رفرنس های لازم از قبیل مقاله پایه های این دو الگوریتم نیز گنجانده شده است.

فیلم توضیحات کد:

برای هر گونه سوال و پیشنهاد و یا سفارش پروژه لطفا در تلگرام پیغام بگذارید.