[發明專利]基于智能水平聚類的進化方法及系統

在審

• 申請號: 202110231769.4
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113065629A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 紀雯;葛錄錄;梁冰;楊哲銘;陳益強
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國

本發明提供一種基于智能水平聚類的進化方法，其包括：步驟1、初始化群體中的智能體的數量N并根據所述智能體的分布生成N個所述智能體；步驟2、計算每個所述智能體的智能水平；步驟3、根據所述智能體的智能水平對所述智能體進行聚類，得到多個簇；步驟4、根據所述多個簇并基于粒子群優化算法對所述多個簇內的所述智能體進行優化，得到進化的所述群體。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種基于智能水平聚類的進化方法及系統。

背景技術

在自然界中，進化指的是生物體隨時間推移而發生變化的過程。達爾文在《物種起源》中提出了自然選擇理論，解釋了物種為什么會隨著時間發生演變，解釋了新物種的出現，闡釋了有機體結構隨時間產生變化的過程，還說明了為什么這些結構的組成部分具有明顯的目的性特征。本質上進化是生物在新的環境中能夠更好的生存下去，更具有競爭力的一個必經過程。自然界中的群體現象如鳥類飛行、蟻群效應等等都普遍存在著進化。

隨著網絡時代的到來，大數據、人工智能、物聯網、工業4.0、云計算等這些技術使得人、企業、政府等機構、智能機器人、智能物品之間聯結的深度、廣度和方式不斷在拓展，在網絡環境下的群體現象聯結更加緊密，且智能主體是異質異構的。為探索這種機制的內在聯系，有學者提出了“眾智科學與工程”的概念，旨在探索大規模在線互聯背景下由信息、物理和社會三元體系構成的群體智能活動的基本原理和規律。自然界中的進化是生物體為了適應周圍的生存環境隨時間不斷變化的過程。在眾智科學中，進化解釋為眾多智能體間為了產生優于個體解決問題能力的群體協作過程，更多的稱作演化、演變。與自然界的進化問題一樣，眾智系統進化也是眾智科學理論研究的主要問題之一。

受自然界中生物種群進化的啟發，科學家們提出了許多傳統的進化算法，包括蟻群算法和粒子群算法。在眾智科學提出之前，有一系列研究群體智能的學科，比如群體智慧，多智能體系統等，它們的智能主體是同質同構的。這些學科使用傳統進化算法研究智能體之間的進化，并取得了良好效果。這啟發我們探索傳統進化算法與眾智進化之間的潛在關系。

在研究智能進化過程中，智能體的智能程度是一個重要的因素，然而現有的智能進化方法在研究進化時未直接考慮智能程度。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于智能水平聚類的進化方法及系統，能夠首先通過智能水平對智能體進行聚類劃分，使混亂的群體變得有組織，然后基于粒子群優化算法對智能體進行優化，使群體得到進化。

為了實現上述目的，本發明提供一種基于智能水平聚類的進化方法，其包括：步驟1、初始化群體中的智能體的數量N并根據所述智能體的分布生成N個所述智能體；；步驟2、計算每個所述智能體的智能水平I_i；步驟3、根據所述智能體的智能水平I_i對所述智能體進行聚類，得到多個簇；步驟4、根據所述多個簇并基于粒子群優化算法對所述多個簇內的所述智能體進行優化，得到進化的所述群體；其中，Q_i(i＝1,2,...,N)代表第i個智能體完成任務的質量，T_i(i＝1,2,3,...,N)表示第i個智能體完成任務的時間。

為了實現上述目的，本發明還提供一種基于智能水平聚類的進化系統，其包括：初始化模塊，用于初始化群體中的智能體的數量N并根據所述智能體的分布生成N個所述智能體；；計算模塊，用于計算每個所述智能體的智能水平I_i；聚類模塊，用于根據所述智能體的智能水平I_i對所述智能體進行聚類，得到多個簇；優化模塊，用于根據所述多個簇并基于粒子群優化算法對所述多個簇內的所述智能體進行優化，得到進化的所述群體；其中，Q_i(i＝1,2,...,N)代表第i個智能體完成任務的質量，T_i(i＝1,2,3,...,N)表示第i個智能體完成任務的時間。

附圖說明

圖1為本發明實施例的基于智能水平聚類的進化方法流程圖。

圖2為本發明實施例的智能體的聚類過程流程圖。