Prtica de Algoritmos Genticos Disciplina Sistemas Inteligentes I

Prática de Algoritmos Genéticos Disciplina: Sistemas Inteligentes I Prof. Frederico Brito Fernandes asper@fredbf. com CONTEÚDO (1) Definição do Problema (2) Modelando com AG (3) Sua parte. . . (4) Projeto coloração 2

(1) Definição do Problema • Problema da Alocação de Disciplinas: a) Objetivo: – b) Montar os horários das disciplinas a cada semestre. Formule uma solução para esse problema: b 1) usando AG, lembrando que você deve estabelecer: (1)Tamanho do indivíduo; (2) Gene; (3) Tamanho da população (4) Tipo de Seleção e (5) Taxa de Mutação c) b 2) a lógica de programação usada (independente de linguagem). Admita que a faculdade têm apenas: – – – dois períodos (P 1 e P 2); três professores (Fechine, Nilton e Fred); duas disciplinas por período (d 1, d 2, d 3, d 4 , d 5, d 6), onde • • – – d 1, d 2, d 3 P 1; d 4 , d 5, d 6 P 2; Fechine leciona d 1 e d 4, Nilton leciona d 2, d 5 e Fred leciona d 3, d 6; três noites de aula por semana, com duas aulas por noite; Fechine não pode ensinar no primeiro horário da segunda; não é permitido que uma mesma disciplina tenha duas aulas por noite. Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Frederico Brito Fernandes 2/8

(2) Modelando com AG a) Objetivo: – Todo coordenador tem a cansativa tarefa de montar os horários das disciplinas a cada semestre. – Possível solução: P 1 P 2 h 1 Seg Ter Qua (Fred, d 3) (Fechine, d 1) (Nilton, d 2) h 2 h 1 h 2 Seg Ter Qua (Nilton, d 5) (Fred, d 6) (Fechine, d 4) P 1 P 2 Seg 1 P 1 Seg 2 P 1 Ter 1 P 1 Ter 2 P 1 Qua 1 P 1 Qua 2 P 1 Seg 1 P 2 Seg 2 P 2 Ter 1 P 2 Ter 2 P 2 Qua 1 P 2 Qua 2 P 2 (p, d) (p, d) (p, d) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Frederico Brito Fernandes 3/8

(2) Modelando com AG b) Formulando uma solução para esse problema: b 1) usando AG, lembrando que você deve estabelecer: (1)Tamanho do indivíduo; (2) Genes; (3) Tamanho da população (4) Tipo de Seleção e (5) Taxa de Mutação (1) Tamanho = 12 genes = indivíduo Seg 1 P 1 Qua 2 P 1 Seg 1 P 2 Seg 2 P 2 Ter 1 P 2 Ter 2 P 2 Qua 1 P 2 Ter 2 Qua 1 Qua 2 (p, Seg 1 d) (p, Seg 2 d) (p, Ter 1 d) (p, d) (p, d) (p, d) 6 7 8 9 10 11 0 P 1 Seg 2 P 1 1 Ter 1 P 1 2 Ter 2 P 1 3 Qua 1 P 1 Obs: em geral, o gene={0, 1} Porém, resolvemos adotar um gene composto por uma tupla (prof, , disc) P 1 4 P 1 5 Qua 2 P 2 (2) Gene = { (prof, disc) }, onde: prof = {Fechine, Fred, Nilton} = {00, 01, 10} disc = {d 1, d 2, d 3, d 4 , d 5, d 6} = {000, 001, 010, 011, 100, 101} Ex: um indivíduo 01010 00000 10001 60 bits 01010 10001 10100 01101 00011 10100 00011 Fred=01 e d 3=010 Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Frederico Brito Fernandes 4/8

(2) Modelando com AG b) Formulando uma solução para esse problema: (cont. ) (3) Tamanho da população: 100 indivíduos 0 01010 00000 10001 01010 10001 10100 01101 00011 10100 01101 00011 10100 00011 . . . 99 . . . 01010 00000 10001 01010 10001 (4) Tipo de seleção Probabilística Simples: um ponteiro (5) Taxa de Mutação: 0. 5% Se em cada nova população temos (60 * 100) 6000 bits, implica dizer que serão trocados aleatoriamente 30 bits Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Frederico Brito Fernandes 5/8

(3) Sua parte agora. . . • • Implemente o algoritmo simples de AG para esse problema Dicas: – Use o código inicial do site do professor para iniciar sua solução – Para formação da nova população, despreze os pais e use apenas os filhos – A taxa de mutação igual a 0. 5%, indica mudança de 30 bits, e para isso: • • • Faça uma função que escolha 30 indivíduos aleatoriamente Em cada indivíduo, escolha um gene que será modificado Implemente a regra: – não é permitido que uma mesma disciplina tenha duas aulas por noite • Estenda o código do site para – 5 dias por semana: seg, ter, qua, qui e sex – 5 períodos: P 1, P 2, P 3, P 4 e P 5 Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Frederico Brito Fernandes 6/8

(4) Projeto Coloração 2 • Implemente um algoritmo genético para seu problema abaixo: C E B F F B A D D E D B D Emanuela Disciplina: Inteligência Artificial F C B Gefferson F F C A A B F A Wisley José Cláudio C A C E E D B C D E Demetrius Professor: Frederico Brito Fernandes A E Thales 7/8

(4) Projeto Coloração 2 • Implemente um algoritmo genético para seu problema abaixo: A B C F D E B C E Filipe Disciplina: Inteligência Artificial F Henrique F D A C A A B Tiago Johnny D D F C E D E B B A E Wágner Professor: Frederico Brito Fernandes F E D B C A Rivaldo 8/8