Parviälyyn perustuvat metaheuristiset optimointialgoritmit

Abstract

Tässä Pro gradu -tutkielmassa käsitellään yleisesti optimointia, metaheuristiikkoja ja parviälyä. Tutkielmassa esitellään muutamia luonnon inspiroimia parviälyalgoritmeja sekä vertaillaan niitä keskenään teoreettisesti ja numeerisesti. Tutkielmassa esitellyt vertailut on toteutettu kirjallisuuskatsauksena. Luonnon inspiroimat parviälyalgoritmit ovat metaheuristiikkoja, jotka perustuvat luonnossa elävien eläinlajien parvikäyttäytymiseen. Parvikäyttäytyminen juontaa juurensa parvessa elävien yksilöiden välisestä parviälystä, joka perustuu parven yksilöiden yhteiseen tavoitteeseen. Parviälyn periaatteena on, että parven yksilöiden välisen käyttäytymisen ja tiedonsaannin avulla syntyy toimiva kokonaisuus. Tutkielmassa esitellyt parviälyalgoritmit ovat muurahaisyhdyskuntaoptimointi, partikkeliparvioptimointi, mehiläisyhdyskuntaoptimointi, lepakkoalgoritmi, käkihaku ja tulikärpäsalgoritmi. Kyseiset parviälyalgoritmit ovat monikäyttöisiä erilaisten optimointitehtävien ratkaisemiseen, muun muassa niiden populaatiopohjaisuuden ansiosta. Lisäksi algoritmien numeerinen vertailu osoittaa muutaman algoritmin tehokkaan tavan saavuttaa jopa globaali optimi.