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哪位对人工鱼群算法比较熟悉的？
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知道这是一种除了遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索法、人工神经网络等热 门优化算法外的又一种优化算法，具有良好的求取全局极值能力, 并具 有对初值、参数选择不敏感、鲁棒性强、简单(只使用目标 函数值) 、易实现等诸多优点. 而且最近在nature上有一篇关于人工鱼的文章。希望熟悉的朋友介绍一下。 [ Last edited by 幻影无痕 on 2007-4-16 at 08:43 ] |
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yalefield
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sinapdb(金币+5):谢谢积极解答！！！
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artifical fish-warm algorithm xp(v1,v2……vn)个体的当前位置， d(p,q)=(1/n)*{[v(p,1)-v(q,1)]^2+……[v(p,n)-v(q,n)]^2}，两个体的距离， （不知道为什么用1/n而不是开平方）； visual 一只鱼的感知距离。@拥挤度因子。 第一步：觅食人工鱼当前位置为Xi， 在可见域内随机选择一个位置Xj（d(ij)<=visual）， 如xj优于xi向xj前进一步，否则随机移动一步。 如出现不满足约束则剪去。 X(j+1,k)= { if x(i,k)=x(j,k) 不变， else x(j+1,k)=随机(0,1) }。 第二步：聚群： xi可见域内共有nf1条鱼。 形成集合KJi,KJi={Xj|Dij<=visual},if KJi不为空， then X(center)=(xj1+xj2+.....xjn)/nf1(xjk属于kji) X(center,k)=0,X(center,k)<0.5 1,X(center,k)>=0.5 若：FCc/nf1>@FCi(FCc为中心食物浓度，FCi为Xi点食物浓度) 则：向中心移动： X(i+1,k)=不变，当Xik=X(center,k)时; Xik=随机（0，1），当Xik!=X(center,k)时; 若：FCc/nf1<@FCi 则：进行觅食 第三步：追尾 在visual范围内，某一个体食物浓度最大则称为Xmax， 若：FCmax>@FCi, 则向它移动： X(i+1,k)=当X(i,k)=X(max,k)时， X(i,k)不变，当X(i,k)!=X(max,k)时， X(i,k)=随机（0,1） 第四步：公告板 在运算过程中，用公告板始终记录下最优FCi |
2楼2007-04-16 21:59:41
yalefield
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在一片水域中，鱼往往能自行或尾随其他鱼找到营养物质多的地方，因而鱼生存数目最多的地方一般就是本水域中营养物质最多的地方。 人工鱼群算法就是根据这一特点，通过构造人工鱼来模仿鱼群的觅食、聚群及追尾行为，从而实现寻优。 以下是鱼的几种典型行为： (1) 觅食行为： 一般情况下鱼在水中随机地自由游动，当发现食物时,则会向食物逐渐增多的方向快速游去。 (2) 聚群行为： 鱼在游动过程中为了保证自身的生存和躲避危害会自然地聚集成群。 鱼聚群时所遵守的规则有三条： 分隔规则： 尽量避免与临近伙伴过于拥挤； 对准规则： 尽量与临近伙伴的平均方向一致； 内聚规则： 尽量朝临近伙伴的中心移动。 (3) 追尾行为： 当鱼群中的一条或几条鱼发现食物时，其临近的伙伴会尾随其快速到达食物点。 特点： (1) 具有较快的收敛速度，可以用于解决有实时性要求的问题； (2) 对于一些精度要求不高的场合，可以用它快速的得到一个可行解； (3) 不需要问题的严格机理模型，至不需要问题的精确描述。这使得它的应用范围得以延伸。 停止条件： (1) 判断连续多次所得的均方差小于语允许的误差 (2) 判断某个区域的人工鱼群的数目达到某个比率 (3) 联系多次所获取的值均不能超过已寻找的极值 算法在寻找解的域比较快. 但是该算法在收敛性及算法的计算复杂度还存在缺陷，改进的空间较大！ |
3楼2007-04-16 22:03:33
yalefield
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4楼2007-04-16 22:07:31
yalefield
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weiwenjie(金币+3):3Q for the answer.
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书：《人工鱼——计算机动画的人工生命方法》 作者：涂晓媛 出版公司：清华大学出版社 出版日期：2001-4-1 页数：11 章，136页 售价:￥25.00 -------------------------------------------------------------------------------- "人工鱼"(Artificial Fish)是基于生物物理和智能行为模型的计算机动画新技术，是虚拟现实的海底世界中活动的人工鱼群。它被赋予了"人工生命"，具有了思维、感知、行为等多层次的智能，具有诸多方面的习性和功能。与一般的动画鱼相比有很大的不同，它代表着新一代的计算机动画，在学术界被称之为"晓媛的鱼"(Xiaoyuan's Fish)，享有较高的声誉。 本书作者涂晓媛曾获得国际计算机学会ACM的最佳博士论文奖等多个奖项，本书即以其博士期间的论文为背景，以"人工鱼"为对象，研究了"人工生命"(Artificial life)的方法和技术。本书为人工生命和计算机动画前端领域技术的通俗展现，通过阅读可以了解当前该学科的最新进展。 全书共分十一章。 第一章绪论简要介绍了开发人工鱼的动机和方法及成果。 第二章在回顾的基础上，提出了研究课题。并在当前的主要建模和控制技术中做出了选择。 第三章则是人工鱼动画系统的总体方案。并在下面的章节展开详细的阐述。 第四章研究人工鱼的生物力学模型及运动系统。通过具体的结构与力学分析，肌肉鱼水流的动力学分析，开发了人工鱼运动方程的数字仿真技术。 第五章章论述了构建三维几何显示模型的方法，可用于建立各种人工鱼的外观和形态模型。 第六章论述了人工鱼的感知系统，研究了视觉感知的范畴、性能及可见性计算方法，讨论了综合感知模型的设想。 第七章研究了人工鱼的行为系统的内在动机和行为选择。 下面三章则分别介绍了人工鱼的虚拟海洋环境模型中水草、食物和水流等的建模方法、方便用户使用人工鱼系统的图形用户界面和得到的人工鱼的动画效果："去钓鱼"、"杰克考斯托的海底世界"、及捕食行为、集群行为和求偶行为的三大特写。 最后一章，总结了所取得的成果，并展望了可能的研究发展方向。 人工鱼开拓了计算机动画创作的新途径，提供了人工生命的新范例并实现了分布式人工智能。 本书语言生动形象，条例清晰，简洁而全面。不仅适合于从事计算机动画和人工智能相关领域的研究人员，同样适合于对此怀有兴趣的普通读者。但是限于篇幅，未能提供更深层的技术细节，感兴趣的读者可以参阅书后提供的参考文献，以及作者的网页http://www.dph.toronto.edu/people/tu/。 最后值得一提的是本书的意义，本书为作者对母校清华大学90周年校庆的献礼，表达了她对母校的深厚感情。另外，将新的计算机动画技术介绍到国内，将为我国的计算机动画和人工生命等领域的发展做出重要的贡献。 -------------------------------------------------------------------------------- 附:书的目录 第一章 绪论 1．1 动机 1．2 挑战 1．3 方法学：计算机动画的人工生命方法 1. 3．1 目标和准则 1．3．2 人工动物 1．3．3 从物理学到逼真运动 1．3．4 逼真感知 1．3．5 逼真行为 1．3．6 逼真度和效率 1．4 研究开发结果 1．4．1 主要研究成果 1．4．2 辅助技术贡献 1．5 本书内容概要 第二章 背景 2．1 基于物理的图形建模 2．1．1 基于约束的方法 2．1．2 运动合成的方法 2．2 行为动画 2．2．1 感知建模 2．2．2 行为控制 2．3 行动选择的建模 2．3．1 定义行动 2．3．2 目标和方法 2．3．3 以前的工作 2．3．4 任务级行动规划 2．4 小结 第三章 人工鱼的总体方案 3．1 运动系统 3．2 感知系统 3．3 行为系统 第四章 人工鱼的生物力学模型及运动系统 4．1 基于物理的人工鱼模型 4．2 人工鱼的动态模型 4．3 生物力学分析 4．3．1 粘弹性单元 4．4 肌肉与水动力学 4．5 数字仿真算法 4．5．1 系统矩阵汇集与轮廓存储方案 4．5．2 半隐式仿真算法 4．6 运动控制器 4．6．1 肌肉运动控制器 4．6．2 胸鳍运动控制器 第五章 人工鱼的形态与外观模型 5．1 人工鱼的三维几何模型 5．2 获取纹理坐标 5．3 纹理绘制模型 5．4 动力学模型与显示模型相结合 5．5 胸绍运动的可视化 第六章 人工鱼的感知系统 6．1 动画的感知建模 6．2 人工鱼感知系统 6．3 视觉感受器建模 6．3．1 感知范围 6．3．2 遮挡 6．3．3 感知性能 6．4 可见性计算 6．4．1 点的可见性 6．4．2 其他鱼的可见性 6．4．3 圆柱的可见性 6．4．4 水草的可见性 6．4．5 讨论 6．5 感知聚焦器 6．5．1 动物注意力聚焦 6．5．2 聚焦器设计 6．5．3 小结 6．6 从感知到行为 6．7 综合视觉模型 第七章 人工鱼的行为系统 7．1 有效行动选择机制 7．2 行为控制与生态学 7．2．1 意图级 7．2．2 行动级 7．2．3 小结 7．3 习性 7．4 精神状态 7．5 意图发生器 7．5．1 为什么要分级? 7．6 意图引导感知：聚焦器控制 7．7 行为的持续性 7．7．1 行为记忆 7．7．2 抑制增益与疲劳 7．7．3 目标的持续性 7．8 行为程序 7．8．1 基本行为：躲避潜在碰撞 7．8．2 基本行为：追逐运动目标 7．9 人工鱼类型 7．9．1 捕食者 7．9．2 被捕食者 7．9．3 安居者 7．10 讨论 7．10．1 分析 7．10．2 小结 第八章 虚拟海洋环境建模 8．1 水流 8．2 海草及浮游生物 第九章 动画图形用户界面 9．1 初始化面板 9．2 操作面板 9．3 控制面板 9．4 讨论 第十章 人工鱼的动画效果 l0．1 “去钓鱼!” 10．2 “杰克·考斯托的海底世界” 10．3 动画特写：捕食行为 10：4 动画特写：集群行为 10．5 动画特写：求偶行为 第十一章 结论和展望 11．1 结论 11．2 对计算机动画和人工生命的影响 11．3 对计算机视觉和机器人的影响 11．4 在生态学方面潜在的应用 11．5 其他人工动物 11．6 展望 11．6．1 计算机动画 11．6．2 人工生命 参考文献 附录A 可变形的轮廓模型 附录B 胸鳍运动的可视化 B．1 胸鳍拍水运动的动画 B．2 胸鳍划水运动的动画 附录C 优先行动选取机制 C．1 行为选择网 C．2 自由流动层 附录D 晓援的鱼(Xitaoyuan’s Fish) 致谢 |
5楼2007-04-16 22:37:45