الگوریتم بهینه سازی جستجوی هارمونی (Harmony Search)

هارمونی چیست؟

هارمونی به معنای هماهنگی، هم صدایی و ترکیب خوش آهنگ صداهایی که به صورت همزمان و در یک لحظه شنیده می شوند، می باشد. به عبارتی دقیق تر هارمونی دانشی است برای چند بخشی (چند صدایی) کردن موسیقی بر پایه خصوصیتها و آکوردها و شایستگی وصلشان به یکدیگر.

الگوریتم جستجوی هارمونی

الگوریتم جست وجوی هارمونی، یک الگوریتم بهینه سازی است که در سال ۲۰۰۱ توسعه یافت. الگوریتم جست وجوی هارمونی به عنوان یک الگوریتم فر ااکتشافی موفق جهت مسیریابی در شبکه های حسگر بی سیم و در راستای افزایش طول عمر در این نوع شبکه ها است. یکی از سادهترین و جدیدترین روشهای فراابتکاری است که در فرایند جستجوی جواب شدنی بهینه در مسائل بهینه سازی، از فرایند نواختن همزمان گروه ارکستر موزیک الهام گرفته شده است. به عبارت دیگر، میان پیدا کردن یک حل بهینه در مسأله پیچیده و فرایند اجرای موزیک تشابه وجود دارد.این روش حل را ابتدا گیم در سال ۲۰۰۱ میلادی ارائه کرد.

این الگوریتم از پنج گام تشکیل شده است:

  1. مقداردهی اولیه مسئله بهینه سازی و پارامترهای اولیه
  2. مقداردهی حافظه هارمونی
  3. ایجاد یک هارمونی جدید بهبودیافته
  4. به روز کردن حافظه هارمونی
  5. تکرار گام های ۳و ۴ تا زمانی که شرط پایانی ارضا شود یا تکرارها پایان پذیرد.

الگوریتم جستجوی هارمونی با هدف هماهنگی و هارمونی، برای رسیدن به بهترین جواب، از موسیقی الهام گرفته شده است. تلاش برای یافتن این هارمونی و هماهنگی در موسیقی، مثل پیدا کردن شرایط بهینه در فرآیند بهینه سازی میباشد. در واقع الگوریتم جستجوی هارمونی بهترین راهبرد برای تبدیل روندهای مورد بررسی کیفی به فرآیندهای کمی و قابل لمس بهینه سازی است. روندی به همراه بعضی از قوانین ایدعآل که نتیجه آن تبدیل قطع های زیبا از موسیقی به یک راه حل مناسب برای حل مسائل مختلف بهینه سازی خواهد بود.

شکل زیر جزئیات فرآیند بداهه نوازی موسیقی و فرآیند بهینه سازی مهندسی را نشان میدهد. در بداهه نوازی موسیقی هر نوازنده هر گام موسیقی را در یک بازه ممکن می نوازد که با همدیگر یک بردار هارمونی را تشکیل می دهند. اگر همه گام ها یک هارمونی خوب و قابل قبول را بر اساس علم زیبا شناختی تولید کنند این تجربه در حافظه نوازنده ذخیره می شود و امکان ساخت یک هارمونی بهتر در زمان های بعدی افزایش مییابد. به همین ترتیب در مسائل بهینه سازی مهندسی، هر متغیر تصمیم گیری در ابتدا یک مقدار را داخل یک دامنه مجاز به خود اختصاص می دهد که همگی با هم یک بردار پاسخ را می سازند. اگر همه متغیرهای تصمیم گیری پاسخ خوب و قابل قبول را بر اساس تابع هدف مسئله تولید کنند این تجربه در حافظه متغیر ذخیره می شود و احتمال پاسخ های بهتر افزایش پیدا میکند.

1158 بازدید