İçeriğe geç
parazade
Yapay Zeka

Genetik Algoritma Nedir?

İngilizce: Genetic Algorithm

Yayın: · Son güncelleme:

Genetik Algoritma Nedir? Kısaca

Genetik algoritma, doğal seçilim ve kalıtım ilkelerinden esinlenerek bir aday çözüm popülasyonunu seçilim, çaprazlama ve mutasyon adımlarıyla nesilden nesile iyileştiren ve zor optimizasyon problemlerinde iyi çözümler arayan yöntemdir.

Genetik Algoritma nedir?
İçindekiler
  1. Genetik algoritma nedir?
  2. Nasıl çalışır?
  3. Örnek ve dikkat edilecekler

Genetik algoritma (genetic algorithm), bir probleme ait olası çözümleri "birey" gibi ele alıp, bunları evrimdeki doğal seçilime benzer bir süreçle adım adım iyileştiren arama ve optimizasyon yöntemidir. 1970'lerde John Holland'ın çalışmalarıyla yaygınlaştı ve evrimsel algoritmaların en bilinen türüdür.

Genetik algoritma nedir?

Her aday çözüm, genellikle bir dizi (kromozom) olarak kodlanır. Bir uygunluk fonksiyonu, her çözümün ne kadar iyi olduğunu puanlar. Algoritma iyi çözümleri daha sık seçerek onları birleştirir ve küçük rastgele değişiklikler ekler. Böylece nesiller ilerledikçe popülasyonun ortalama kalitesi artma eğilimi gösterir.

Nasıl çalışır?

  1. Başlangıç: Rastgele bir çözüm popülasyonu oluşturulur.
  2. Değerlendirme: Her bireyin uygunluk puanı hesaplanır.
  3. Seçilim: Puanı yüksek bireylerin ebeveyn olma şansı artırılır.
  4. Çaprazlama: İki ebeveynin parçaları birleştirilerek yeni bireyler üretilir.
  5. Mutasyon: Çeşitliliği korumak için bazı genler küçük olasılıkla değiştirilir.
  6. Belirlenen nesil sayısına ya da yeterli kaliteye ulaşılana kadar döngü tekrarlanır.

Örnek ve dikkat edilecekler

Varsayımsal bir örnek: Bir kargo firmasının 30 teslimat noktasını en kısa rotayla dolaşmak istediğini düşün. Olası rota sayısı çok büyüktür. Genetik algoritma, rotaları kromozom olarak kodlayıp kısa rotaları birbirine "çaprazlayarak" iyi bir rotaya ulaşabilir.

Yöntem en iyi çözümü bulmayı garanti etmez; çoğu zaman "yeterince iyi" bir sonuç verir. Popülasyon büyüklüğü ve mutasyon oranı gibi ayarlar sonucu güçlü biçimde etkiler. Çeşitlilik erken kaybolursa algoritma bir yerel minimuma takılabilir.

Sıkça Sorulan Sorular

Genetik algoritma nerelerde kullanılır?

Rota planlama, çizelgeleme, tasarım optimizasyonu ve makine öğrenmesinde hiperparametre arama gibi, olası çözüm sayısının çok büyük olduğu problemlerde kullanılır.

Genetik algoritma her zaman en iyi sonucu bulur mu?

Hayır. Genetik algoritma sezgisel bir yöntemdir; makul sürede iyi bir çözüm bulmayı hedefler ama en iyi çözümü garanti etmez.

İlgili terimler

Evrimsel Algoritma(Evolutionary Algorithm)Evrimsel algoritma, biyolojik evrimdeki üreme, mutasyon ve seçilim mekanizmalarını taklit ederek aday çözümlerden oluşan bir popülasyonu kuşaklar boyunca iyileştiren optimizasyon yöntemleri ailesinin genel adıdır.Metasezgisel Algoritma(Metaheuristic)Metasezgisel algoritma, belirli bir probleme bağlı kalmadan pek çok farklı optimizasyon problemine uyarlanabilen, keşif ile iyileştirmeyi dengeleyerek büyük arama uzaylarında makul sürede iyi çözümler arayan genel amaçlı yöntemdir.Optimizasyon Algoritması(Optimizer)Optimizasyon algoritması (optimizer), bir makine öğrenmesi modelinin ağırlıklarını kayıp fonksiyonunu azaltacak yönde adım adım güncelleyen yöntemdir. SGD, Adam ve RMSProp gibi algoritmalar, eğitimin ne kadar hızlı ve kararlı ilerleyeceğini belirler.Parçacık Sürü Optimizasyonu(Particle Swarm Optimization)Parçacık sürü optimizasyonu (PSO), kuş ya da balık sürülerinin hareketinden esinlenen ve her biri bir aday çözümü temsil eden parçacıkların hem kendi hem de sürünün en iyi deneyimine göre konumlarını güncelleyerek iyi çözümler aradığı yöntemdir.Algoritma(Algorithm)Algoritma, belirli bir problemi çözmek ya da bir görevi yerine getirmek için izlenen, sırası ve sonu belli, açık ve uygulanabilir adımlar dizisidir. Bilgisayar programları ve yapay zekâ sistemleri algoritmalar üzerine kuruludur.Yerel Minimum(Local Minimum)Yerel minimum, bir fonksiyonun yakın çevresindeki tüm noktalardan daha düşük değer aldığı, ancak fonksiyonun tamamındaki en düşük nokta olmayabilen noktadır. En düşük noktanın kendisine küresel minimum denir.