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Transposiçao: Estudo de um novo operador genético inspirado biologicamente

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  DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA INFORMÁTICAFACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAUNIVERSIDADE DE COIMBRA Transposição: Estudo de um Novo Operador Genético InspiradoBiologicamente Anabela Borges SimõesCoimbraMaio de 1999  DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA INFORMÁTICAFACULDADE DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAUNIVERSIDADE DE COIMBRA Transposição: Estudo de um Novo Operador Genético InspiradoBiologicamente Anabela Borges SimõesMaio de 1999Dissertação submetida para satisfação parcial dos requisitos de programa de Mestradoem Engenharia Informática, Departamento de Engenharia Informática, Faculdade deCiências e Tecnologia da Universidade de Coimbra  Dissertação realizada sob a orientação doProf. Doutor Ernesto Jorge Fernandes CostaProfessor Associado com Agregaçãodo Departamento de Engenharia Informáticada Faculdade de Ciências e Tecnologiada Universidade de Coimbra  Para o Jorge  RREESSUUMMOO Desde os estudos pioneiros realizados por John Holland até aos trabalhos deinvestigação actuais, o Algoritmo Genético (AG) conheceu inúmeras variantes, quer anível da representação, quer nas características dos operadores genéticos utilizados.Grande parte dos AG's implementados para a resolução de problemas específicos,"afastam-se" das ideias básicas da genética, utilizando operadores mais adequados àrepresentação e dependentes do domínio sobre o qual operam. Sem criticar estes AG's,alguns autores alertaram para o facto de as novas descobertas da biologia molecularpoderem fornecer ideias para novos  algoritmos genéticos, mais próximos da biologia.Neste sentido, trabalhos recentes procuram aproximar o modelo computacional dosmodelos biológicos, colocando mais genética na sua implementação.Este trabalho segue esta linha de orientação e teve como objectivo encontrar nossistemas biológicos operadores genéticos, responsáveis pela diversidade das populações,que pudessem ser adaptados e integrados no AG tradicional. Apesar dos sistemasbiológicos nos fornecerem um grande número destes mecanismos, testes preliminarescom um deles conduziram a resultados promissores que achámos que deveriam sersolidificados. Este mecanismo, objecto de estudo deste trabalho, designa-se por transposição . Foram propostas duas variantes do mecanismo de transposição. Aprimeira, denominada por transposição simples,  envolve troca bidireccional dematerial genético de determinadas características (o transposão) entre dois indivíduosescolhidos aleatoriamente. A segunda designada por transposição baseada emtorneio , caracteriza-se pela transferência unidireccional do transposão, de um indivíduo(o vencedor do torneio) para outro (o perdedor).Para estudar as potencialidades deste operador genético, utilizámos o AG nodomínio clássico de optimização, substituindo o operador de crossover   tradicional (com1 ponto de corte, 2 pontos de corte e uniforme) pelas duas variantes do mecanismo detransposição. Realizou-se um extenso estudo empírico envolvendo a optimização dedezoito funções, todas elas abrangendo diferentes características e já utilizadas pordiversos autores como medida de eficiência do AG.
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