Evoluční algoritmus | AI slovník

Odborná definice

Evolutionary algorithm je populačná optimalizačná metoda inšpirovaná evolučnými princípmi. Udržuje množinu kandidátnych řešení, hodnotí jejich fitness funkcí a vytváří další generace pomocí selekce, mutace, rekombinace nebo elitizmu. Nevyžaduje derivaci cílové funkce a dokáže pracovat s diskrétnymi, nespojitými či viacvrcholovými priestormi. Používá se při návrhu architektúr, optimalizaci hyperparametrů, pravidel, promptů nebo riadiacich stratégií, ale může spotrebovat mnoho hodnocení.

Srozumitelné vysvětlení

Místo jednoho řešení, které se postupně upravuje gradientem, evoluční algoritmus zkouší celou populaci variant. Lépe návrhy dostanou větší šancu vytvořit potomků, mutace přidá nové možnosti a rekombinace spojí části dvou řešení. Při návrhu výrobného plánu může fitness zohladnit čas, náklady i porušení omezení. Metoda je užitečná, když neexistuje hladká matematická cesta k lepšiemu výsledku, ale drahá, pokud každého kandidáta je třeba trénovat nebo testovat celé hodiny.

Časté otázky

Jak se evoluční algoritmus liší od gradient descentu?

Gradient používá lokální derivaci jednoho řešení. Evoluční přístup porovnává populaci a může optimalizovat i diskrétní nebo nediferencovatelné parametry.

Co je fitness funkce?

Pravidlo, které kandidátovi přiřadí kvalitu. Může kombinovat více cílů, penalizace omezení, náklady a výsledky simulace nebo reálného testu.

Na co slouží mutace?

Vytváří nové varianty náhodnou změnou části řešení. Příliš slabá vede k stagnaci, příliš silná může zničit užitočnou strukturu.

Co znamená elitizmus?

Nejlépe řešení se prenesou do další generace bez změny. Chrání dosiahnutou kvalitu, ale při nadmernom použití snižuje diverzitu.

Jak se omezuje výpočetní náročnost?

Používají se surrogate modely, časné ukončení slabých kandidátů, paralelní hodnocení, menší populace a viacstupňové testy s rastúcou přesností.

Související pojmy

Zdroje a redakční stopa

Definícia je autorská odborná syntéza. Pri právnych a regulačných rozhodnutiach má prednosť aktuálne oficiálne znenie predpisu a posúdenie konkrétneho prípadu.