Proposta, implementação e análise de um algoritmo de otimização global inspirado no comportamento dos Pássaros de Hitchcock

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Morais, Reinaldo Gomes
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/11859
Resumo: In this study, a new optimization algorithm called the Hitchcock Bird Inspired Algorithm (AIPH) is introduced, inspired by the aggressive bird behavior portrayed by Alfred Hitchcock in the 1963 thriller \The birds". When gathering elements about the phenomenon of birds throughout the film, it is possible to enumerate characteristics of the behavior of the birds that Hitchcock portrayed in the film. AIPH is a stochastic swarm intelligence algorithm that captures the essence of the fictional behavior of birds exposed by Hitchcock and model an optimization mechanism. The algorithm was based on the attack pattern of birds in the film, which has the stages of stalking, attack and reorganization, defined by the initialization, movement strategies in the search space and strategy of local minimum escape, respectively. The technique has as differential the use of adaptive parameters, a discretized random initialization and the use of the Beta distribution. The performance of the algorithm is verified for 8 cost functions for benchmark, with scenarios of 10, 60 and 600 dimensions. In order to evaluate the results of the AIPH, 14 swarm intelligence based optimization techniques in the literature were chosen, considering different types of inspiration, such as principles of mathematics, human relations, physics and biology. The obtained average results with 30 repetitions of each algorithm observed for performance analysis. The AIPH produced satisfactory and balanced results in different dimensions of the chosen cost functions, being able to stand out in high dimensionality scenarios.
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When gathering elements about the phenomenon of birds throughout the film, it is possible to enumerate characteristics of the behavior of the birds that Hitchcock portrayed in the film. AIPH is a stochastic swarm intelligence algorithm that captures the essence of the fictional behavior of birds exposed by Hitchcock and model an optimization mechanism. The algorithm was based on the attack pattern of birds in the film, which has the stages of stalking, attack and reorganization, defined by the initialization, movement strategies in the search space and strategy of local minimum escape, respectively. The technique has as differential the use of adaptive parameters, a discretized random initialization and the use of the Beta distribution. The performance of the algorithm is verified for 8 cost functions for benchmark, with scenarios of 10, 60 and 600 dimensions. In order to evaluate the results of the AIPH, 14 swarm intelligence based optimization techniques in the literature were chosen, considering different types of inspiration, such as principles of mathematics, human relations, physics and biology. The obtained average results with 30 repetitions of each algorithm observed for performance analysis. The AIPH produced satisfactory and balanced results in different dimensions of the chosen cost functions, being able to stand out in high dimensionality scenarios.Neste estudo é introduzido um novo algoritmo de otimização chamado Algoritmo Inspirado nos Pássaros de Hitchcock (AIPH), inspirado no comportamento agressivo de pássaros retratado por Alfred Hitchcock, no clássico de suspense "Os pássaros" de 1963. Ao juntar os elementos sobre o fenômeno dos pássaros ao longo do filme, é possível enumerar características do comportamento dos pássaros que Hitchcock retratou no filme. O AIPH é um algoritmo estocástico de inteligência de enxame que capta a essência do comportamento fictício dos pássaros exposto por Hitchcock e modela um mecanismo de otimização. O algoritmo baseou-se no padrão de ataque dos pássaros no filme, que possui as fases de espreita, ataque e reorganização, definidos pela inicialização, estratégias de movimento no espaço de busca e estratégia de saída de mínimos locais, respectivamente. A técnica possui como diferenciais o uso de parâmetros adaptativos, uma inicialização aleatória discretizada e o uso da distribuição Beta. O desempenho do algoritmo foi verificado em 8 funções de custo usadas para benchmark, com cenários de 10, 60 e 600 dimensões. Para a avaliação dos resultados do AIPH, foram escolhidas 14 técnicas de otimização por inteligência de enxame da literatura, considerando diferentes tipos de inspiração, como de princípios da matemática, relações humanas, física e biologia. Observou-se a média dos resultados obtidos com 30 repetições de cada algoritmo para as análises de desempenho. O AIPH produziu resultados satisfatórios e equilibrados em diferentes dimensões das funções de custo escolhidas, conseguindo se destacar em cenários de alta dimensionalidade.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:19:39Z No. of bitstreams: 1 Reinaldo Gomes Morais1.pdf: 10136613 bytes, checksum: 54a3f1057a939e3f87aadfc294d8aadb (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:19:39Z (GMT). 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