📂最適化理論

遺伝的アルゴリズムにおける性選択とは何か?

用語 ¹

遺伝アルゴリズムの交叉混合においてクロモソームの一部に 交尾タグ^{mating tag} 等を置くことで交配相手に制約を与え多様性を高める手法を 性選択^{sexual selection}と呼ぶ。

説明

性選択は例えば適合度関数 $f : X \to \mathbb{R}$ があるとき、クロモソーム $\mathbf{x} \in X$ において最初のインデックスは雄雌の性別を区別する $\left\{ 0, 1 \right\}$、および魅力度を決める関数 $g : X \to \mathbb{R}$ を与える方式で実装できる。自然選択は $f$ による適合度で決定されるが、彼らがどの相手とつがいになるかは $g$ によって決定されるという構図だ。

これは適合度を最大化しつつ $g$ が追求する価値にある程度近づくプラクシマルオペレーターが遺伝アルゴリズムの方式で実装されるものと見なせる。環境という $f$ に適応しながらも、美の基準となる $g$ に従って自分が好む方向へ進化を誘導するものだ。

もともと自然界で考えられている性選択の概念と類似して、遺伝アルゴリズムにおける性選択も交叉の様相を複雑にして多様性を促進する効果がある。単に環境に適応して適合度を最大化するだけでなく、同一性別内の競争を煽り、目先の適合度がやや不足していても交配を通じて次世代により良い解を見つける可能性を高める。