Ģenētiski algoritmi un magnētisku dipolu līdzsvara konfigurācijas

Abstract

Šī bakalaura darba mērķis ir izpētīt ģenētiskos algoritmus un izpētes rezultātā pielietot tos praksē magnētisku dipolu līdzsvara konfigurāciju atrašanai ierobežotā sistēmā divu dimensiju gadījumā. Bakalaura darbā ir apskatīti ģenētisko algoritmu teorētiskie aspekti - indivīdu reprezentācijas, to mutācija un dažādie dabiskās izlases, un vairošanās veidi. Pielietojot ģenētiskos algoritmus praksē tika iegūtas magnētisko dipolu līdzsvara konfigurācijas līdz 22 dipoliem. Iegūtie rezultāti divu dimensiju gadījumā tika salīdzināti ar rezultātiem, kas iegūti ar simulētās atdzesēšanas metodi publikācijā [1]. Tika konstatēts, ka ģenētiskie algoritmi dod ļoti tuvus vai tādus pašus rezultātus, taču to sekmīga realizācija daudzdaļiņu sistēmā ir ļoti sarežģīta.

The goal of this thesis is to examine genetic algorithms and their application in finding equilibrium structures of magnetic dipoles in a two-dimensional bounded region. Theoretical aspects of various representations of the solution space, strategies for selection of the fittest, crossover and mutation operations are discussed. Using genetic algorithms, equilibrium structures up to 22 dipoles were found. The results were in an agreement with simulated annealing method used in publication [1]. It was concluded that genetic algorithms for multi-particle systems is very hard to program.