AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE BIBLIOTECAS DE ALGORITMOS BIOINSPIRADOS EM PYTHON

  • Bruno Scalabrin da Silva Cariolato
  • Tailí Silva Petry
  • Claudio Schepke
Rótulo Algoritmos, Bio-inspirados, Otimização, Bibliotecas, Comparação, Python

Resumo

Com o intuito de resolver os problemas mais complexos relacionados à otimização e oferecer métodos que se aproximam de soluções admissíveis para estes problemas são atualmente utilizados algoritmos meta-heurísticos, que são inspirados no comportamento de animais e de elementos da natureza. Por isso também podem ser chamados de algoritmos bio-inspirados. Estas técnicas utilizando algoritmos bio-inspirados estão cada vez mais ganhando espaço na área de pesquisa, pois sua taxa de sucesso para encontrar soluções admissíveis e otimizadas é grande. O conceito de otimização é basicamente achar a melhor solução para um determinado problema, portanto as técnicas de otimização procuram as alternativas mais simples para resolver um problema complexo. Algoritmos bio-inspirados tentam simular, por via de código, o comportamento e a organização de uma determinada colônia, pois na natureza normalmente estas populações conseguem achar a solução mais otimizada possível para o processo. Por este motivo, estes algoritmos podem ser usados para a resolução de problemas de alta complexidade e uma grande capacidade de evolução. Estes algoritmos conseguem ser aproveitados em diversas áreas trazendo diferentes estratégias para a solução de seus problemas. Ademais, os algoritmos bio-inspirados podem ser divididos em: algoritmos bio-inspirados em inteligência de enxame, algoritmos genéticos, algoritmos bio-inspirados multiobjetivos e algoritmos bio-inspirados baseados na ecologia. Neste trabalho foram utilizados e comparados três diferentes bibliotecas em linguagem Python, sendo elas a inspyred, a evolupy e a opytimizer, ademais as bibliotecas possuem métodos prontos, responsáveis pela abstração de uma parte da computação, facilitando a computação, devido a redução da complexidade da implementação. Tem-se o intuito de avaliar os algoritmos bio-inspirados baseados na inteligência de enxame, As bibliotecas possuem métodos prontos, responsáveis pela abstração de uma parte da computação, facilitando a computação, devido a redução da complexidade da implementação. , que considera o estudo do comportamento de uma certa população e como eles interagem entre si para assim chegar a solução mais otimizada possível. Os algoritmos bio-inspirados utilizados são: o algoritmo do Morcego (Bat Algorithm) e o algoritmo do Vaga-lume (Firefly Algorithm). Tanto o algoritmo do vaga-lume quanto o do morcego foram desenvolvidos por Xing-She Yang. baseia-se na característica de bioluminescência dos vaga-lumes. De acordo com Yang, embora a biologia não conheça até o momento integralmente a utilidade das emissões luminosas dos vaga-lumes, três funções já foram identificadas: ferramenta para comunicação e atração em prol do acasalamento; isca para atração de eventuais presas e; mecanismo de alerta para potenciais predadores. O segundo leva em consideração o processo de ecolocalização desempenhada por um determinado bando de morcegos durante o seu voo para fins de detecção de presas e esquivar-se de obstáculos. A ecolocalização utilizada pelos morcegos é uma apurada capacidade biológica, com intuito de determinar a distância e a posição de um obstáculo, ou pressa, em um ambiente através da emissão de ondas ultrassônicas. Ao ocorrer a emissão da onda ultrassônica o morcego calcula o tempo de retorno do obstáculo, ou pressa, até ele. É com base na diferença entre o tempo de emissão, o retorno da onda e a variação amplitude do eco, que o morcego consegue se localizar naquele instante de tempo. Neste momento o trabalho encontra-se no estágio de desenvolvimento dos códigos, onde o foco está em fazer estes códigos ficarem o mais próximos possíveis um do outro, mesmos sendo feitos em diferentes bibliotecas. Pelo fato de não termos dado início a avaliação comparativa nenhum resultado foi obtido até o momento, porém esperamos encontrar resultados satisfatórios utilizando estes algoritmos bio-inspirados.

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Publicado
2022-11-23
Como Citar
SCALABRIN DA SILVA CARIOLATO, B.; SILVA PETRY, T.; SCHEPKE, C. AVALIAÇÃO COMPARATIVA DE BIBLIOTECAS DE ALGORITMOS BIOINSPIRADOS EM PYTHON. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 2, n. 14, 23 nov. 2022.