GUGUK KUU OPTMZASYONU ALGORTMASI METASEZGSEL YNTEMLER Mesut TOAAR

GUGUK KUŞU OPTİMİZASYONU ALGORİTMASI METASEZGİSEL YÖNTEMLER Mesut TOĞAÇAR Hazırlayan Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Aralık, 2017

GİRİŞ * 130 çeşit GUGUK kuşu türü olduğu bilinmektedir * Bu kuşları diğer kuş türlerinden ayıran en etkileyici özellikleri atılgan çoğalma stratejileridir. * Kuluçka Asalağı olup, yumurtalarını yabancı kuşların yuvalarına bırakır PEKİ YUMURTAYI NASIL BIRAKIR? Dişi guguk kuşu, yumurtasını yerleştirmek istediği yuvanın sahibi olan yabancı kuşun yumurtalarından birini alarak kendi yumurtasını yuvaya yumurtlamaktadır ve bu süreç sadece 10 saniyesini almaktadır(Kriter: Benzer ölçülü Yumurta Olması)

Yumurtayı Bırakma Stratejisi Dişi guguk kuşları belirlediği bir kuş türü üzerinde yoğunlaşır ve yumurtalarını şekil ve renk açısından, yuva sahibi olan bu kuş türüne ait yumurtalara benzetir (Rajabioun, 2011). Örneğin “Tapera” türü guguk kuşları birçok yabancı kuş türünün yumurtalarını şekil ve renk açısından taklit ederek yumurtalarının yabancı kuş türüne ait yuvada fark edilme olasılığını azaltmaktadır

Yumurtayı Bırakma Stratejisi Üvey anne tarafından fark edilmeyen yumurtalar, kuluçka dönemi sırasında üvey kardeşlerinden önce yumurtadan çıkarlar ve akrobatik hareketlerle üvey kardeşlerini yuvadan dışarı atmaya başlar. *Ayrıca guguk kuşu yavrularının yeme içgüdüsünden dolayı üvey kuşlar hayatta kalamayacaklardır Çünkü üvey annenin tüketmektedir getirdiği yiyeceklerin çoğunu

GKA’da POPÜLASYON OLUŞUMU Bir optimizasyon problemini çözmek amacıyla problem değişkenlerini bir dizide tutmak gerekir. Örneğin: GA için : “Kromozom” , PSO için : “Parçacık Konumu”, Guguk kuşu Optimizasyon Algoritması’nda (GOA) : “Ortam” kelimesiyle tanımlanmaktadır. Amaç Fonksiyonu: ‘Fo’ ile ifade edilmektedir. ‘Nb’ boyutlu bir problem için ortam ve ’Fo’ ile ifade edilen amaç fonksiyonunun maliyeti :

GKA’da POPÜLASYON OLUŞUMU Optimizasyon algoritmasını başlatmak amacıyla ‘Nb’ problem boyutuna ve ‘Npop’ adet popülasyon sayısına (ortam sayısı) bağlı olarak matrisi oluşturulur. Ardından her bir ortam için ortamda gerçekleşecek olan yumurtlama işlemi sırasında oluşacak yumurtaların sayıları, alt sınır ve üst sınırı arasında rastgele bir değer olarak belirlenir. Her bir guguk kuşunun 5 ile 20 arasında yumurtladığı kabul edilmektedir Ö k: e n r

Ortamlara Yumurta Bırakılması Her bir ortam için ortamda gerçekleşecek olan yumurtalar 5<=Yumurta<=20 arasında yumurtalar RASTGELE bırakılır.

Yumurtlama Süreci YY(Yumurta Yarıçapı) değerinde yarıçap genişliğinde alana sahip ortam içerisine rastgele yumurta yaymaya başlar. Yabancı kuşun yumurtalarına daha az benzeyen bazı guguk kuşu yumurtaları yabancı kuş tarafından tespit edilir ve yuvadan atılır. Bu oranda Ortamdaki toplam yabancı yumurtanın Maksimum: %10’u kadarı yok edilmiş olacaktır. ‘Nmax’ sayısı kadar uygunluk değeri en iyi olan kuşlar hayatta kalacaktır. 20 – 5 kabul ediliyor α parametresi, YY’nin maksimum değerini ayarlamak amacıyla kullanılan tamsayı bir değeridir. Bu değeri biz belirliyoruz.

Guguk Kuşlarının Göç Süreci Guguk kuşu yavruları büyüdüğünde ve yumurtlama yaklaşımı zamanı geldiğinde: mevcut bulunduğu ortamdan, yavruları için daha çok yiyecek kaynağına sahip yeni ve daha iyi bir ortama göç ederler. Bunun içinde : * Guguk kuşu gruplarını belirlemek amacıyla K-Ortalama Kümeleme Algoritması (KKA) kullanılmaktadır. Ö GUGUK KUŞU OPTİMİZASYONUNDA tüm yumurtalar 3, 4 veya 5 kümeye yerleştirilir. K-MEANS DEĞERİ: {3, 4, 5} olarak kabul edilmektedir. k: e rn

K-Ortalama Adımları 1. Adım: Kümelerin merkez noktaları; Guguk konumları arasından k adet rastgele nokta seçilerek belirlenir. 2. Adım: Guguk konumlarının merkez noktalara olan uzaklığı hesaplanır. (ÖKLİD-Uzaklık Formülü) Elde edilen sonuçlara göre k adet kümeden kendilerine en yakın olan kümeye yerleştirilir. 3. Adım: Oluşan kümelerin yeni merkez noktaları o kümedeki tüm guguk konumlarının ortalama değeri ile değiştirilir. 4. Adım: Merkez noktalar değişmeyene dek 2. ve 3. adımlar tekrarlanır.

HEDEF ORTAM SEÇİMİ Her bir kümenin ortalama maliyet değerleri : { Ci: Küme Fo: Uygunluk(Maliyet) değeri ni: kümedeki yumurta sayısı } hesaplanarak en iyi maliyet değerine sahip olan küme Hedef Küme olarak seçilir. Hedef küme içerisinde maliyet uygunluğu en iyi yumurta HEDEF ORTAM olarak seçilir.

HEDEF ORTAM SEÇİMİ HEDEF ORTAM belirlendikten sonra guguk kuşları Hedef Ortam’ a yaklaştırılması sağlanılır. (Öklid Bağıntısı) Bunun için; D: Öklid Bağıntısı(mesafe) oranı Λ: (0, 1) arası random değer ɸ: radyan açısı kadar sapma ɸ: radyan aralığı(∏ /6 , -∏/6)

1. Yol: AÇISAL YER DEĞİŞTİRME Elde edilen(x, y) koordinatını Λ: (0, 1) arası random değer ile çarpıyoruz.

2. Yol: YER DEĞİŞTİRME C noktasının koordinatını rastgele seçilen (+Y, -Y) aralığında yerleştirmek

I M A R G A Ş I K A Y İ D