Modelle der lebenslangen Anpassung

Bis jetzt entspricht in diesem Tutorial alles, was wir besprochen haben, dem darwinistischen Evolutionsmodell - natürliche Selektion und genetische Variation durch Rekombination und Mutation. In der Natur können nur die im Genotyp des Individuums enthaltenen Informationen an die nächste Generation übertragen werden. Dies ist der Ansatz, den wir bisher im Tutorial verfolgt haben.

Andere Modelle der Lebenszeitanpassung - Lamarckian Model und Baldwinian Modelexistieren auch. Es ist anzumerken, dass jedes Modell, das das beste ist, zur Debatte steht und die Ergebnisse der Forscher zeigen, dass die Wahl der Anpassung der Lebensdauer sehr problemspezifisch ist.

Oft hybridisieren wir eine GA mit lokaler Suche - wie bei memetischen Algorithmen. In solchen Fällen kann man entweder das Lamarcksche oder das Baldwinsche Modell wählen, um zu entscheiden, was mit Personen zu tun ist, die nach der lokalen Suche generiert wurden.

Lamarck'sches Modell

Das Lamarcksche Modell besagt im Wesentlichen, dass die Eigenschaften, die ein Individuum in seinem Leben erlangt, an seine Nachkommen weitergegeben werden können. Es ist nach dem französischen Biologen Jean-Baptiste Lamarck benannt.

Obwohl die Naturbiologie den Lamarckismus völlig außer Acht gelassen hat, wissen wir alle, dass nur die Informationen im Genotyp übertragen werden können. Aus rechnerischer Sicht hat sich jedoch gezeigt, dass die Übernahme des Lamarckschen Modells für einige der Probleme gute Ergebnisse liefert.

Im Lamarckschen Modell untersucht ein lokaler Suchoperator die Nachbarschaft (erwirbt neue Merkmale), und wenn ein besseres Chromosom gefunden wird, wird es zum Nachwuchs.

Baldwinianisches Modell

Das Baldwinsche Modell ist eine Zwischenidee, die nach James Mark Baldwin (1896) benannt ist. Im Baldwin-Modell können die Chromosomen eine Tendenz zum Erlernen nützlicher Verhaltensweisen codieren. Dies bedeutet, dass wir im Gegensatz zum Lamarckschen Modell die erworbenen Merkmale nicht an die nächste Generation weitergeben und die erworbenen Merkmale auch nicht vollständig ignorieren, wie im Darwinschen Modell.

Das Baldwin-Modell befindet sich in der Mitte dieser beiden Extreme, in denen die Tendenz eines Individuums, bestimmte Merkmale zu erwerben, eher als die Merkmale selbst kodiert wird.

In diesem Baldwinschen Modell untersucht ein lokaler Suchoperator die Nachbarschaft (erwirbt neue Merkmale). Wenn ein besseres Chromosom gefunden wird, weist er dem Chromosom nur die verbesserte Fitness zu und modifiziert das Chromosom selbst nicht. Die Veränderung der Fitness bedeutet, dass die Chromosomen in der Lage sind, „das Merkmal zu erwerben“, obwohl es nicht direkt an die zukünftigen Generationen weitergegeben wird.