D algoritmus; optimalizálása; baktérium takarmány - Komplex rendszerek és AI
Baktérium takarmány optimalizálás algoritmus
A baktériumok táplálásának optimalizálásának algoritmusát olyan baktériumcsoportok táplálkozási viselkedése ihlette, mint az E. coli és az M. xanthus. A baktérium takarmány optimalizálás algoritmusát a baktériumok kemotaktikus viselkedése ihlette, amely érzékeli a környezet kémiai gradienseit (például tápanyagokat), és elmozdul a specifikus jelek felé vagy azoktól.
A baktériumok a táplálék irányát a környezetükben lévő vegyi anyagok gradiensei alapján érzékelik. A baktériumok vonzó és taszító vegyszereket választanak ki a környezetbe, és hasonlóan képesek érzékelni. Mozdonyi mechanizmusok (például flagella) segítségével a baktériumok képesek mozogni a környezetükben, néha kaotikusan mozogni (bukdácsolás és pörgés), máskor pedig irányított módon, úszásnak nevezhetjük.
A baktériumsejteket hatóanyagként kezelik egy környezetben, az étel és más sejtek észlelését mozgásmotivációként, a sztochasztikus bukdácsolást és úszást pedig a megtelepedés mozgásaként használják. A sejt-sejt interakciótól függően a sejtek behatolhatnak egy táplálékforrásba és/vagy agresszíven taszíthatják vagy figyelmen kívül hagyhatják egymást.
A Bacterial Feed Optimization algoritmus információfeldolgozási stratégiája az, hogy a sejtek sztochasztikusan és kollektíven szaporodjanak az optimális irányába. Ezt három folyamat sorozatával érik el a szimulált sejtek populációján: 1) Chemotaxis: a sejtek költségét más sejtek közelsége csökkenti, és a sejtek egyesével mozognak a költségfelület mentén, 2) Reprodukció: csak sejtek amelyek életük során jól teljesítettek, hozzájárulhatnak a következő generációhoz, és 3) elimináció-szóródás: a sejteket eldobják, és új valószínűségi mintákat helyeznek be kis valószínűséggel.