第九章 天牛须搜索算法九
1 基本天牛须搜索图 1(a)所示的长角天牛是天牛科的一种,其特性是触角非常长,普通和天牛的身体同样长,甚至更长
天牛家族组员众多,共有 26,000 多个物种
它们中的大多数都有长长的触角
普通由多个嗅觉感受器细胞构成的触角构造,在特定物种中往往是独特的,而这类传感系统的功效仍在研讨中
然而,这种大型触角的两个基本功效是与猎物的气味结合,并获得潜在的适宜伴侣的性信息素,其中大触角能够扩大探测区域
另外,大触角也能够作为一种保护预警机制
(a) (b)图 1 长角天牛及其使用长触角的搜索行为
(a)长角天牛
(b)长角天牛运用长触角进行搜索,其中黑色线表达气味的传输,蓝色线表达天牛的轨迹
我们懂得,天牛在捕食或寻找配偶时,会摆动身体一侧的每根触角来接受气味
也就是说 ,天牛用两根触角随机探索附近的区域
另外,当一侧的触角探测到更高浓度的气味时,天牛会转向同一方向,否则就会转向另一侧
如图 1(b)所示,这两个因素结合在一起,使得大多数天牛能够捕食或者寻找配偶,这启发我们设计一种元启发式优化算法
基于这两个方面,Li Shuai和 Jiang Xiangyuan[1] 提 出 了 天 牛 须 搜 索 算 法 ( Beetle Antennae Search Algorithm,BAS),其伪代码以下:Input:建立目的函数 f(xt),其中变量 xt=[x1,x2,
,xi]T,初始化参数 x0,d0,δ0
Output:xbst,fbst
while (t fbst thenf(xt)= f(xt),xbst=xt;分别使用下降函数(4)和(5)更新感知参数 d 和步长 δ;return xbst,fbst
通过将双触角天牛的搜索行为与待优化的目的函数有关联,能够构造出新的优化算法
接下来,将概述 BAS 算法的形式化体现,然后具体讨论其实