Algoritmos

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ALGORITMOS GENETICOS
ÍNDICE
1. Introducción
1.1 Antecedentes
1.2 Definición
1.3 Problemática
1.4 Ventajas y Desventajas
1.5 Limitaciones
1.6 Como saber si es posible usar un Algoritmo Genético
1.7 Marco de Desarrollo
1.8 Comparación con otros Métodos de Optimización

2. El Algoritmo Genético Simple
2.1. Codificación
2.2. Ejemplo
3. Extensiones y Modificaciones del AlgoritmoGenético Simple
3.3. Selección
3.4. Cruce
3.5. Mutación
3.6. Reducción
3.7. Algoritmos Genéticos Paralelos
4. Lógica Borrosa (fuzzy logic) y Algoritmos Genéticos
4.1. Funciones Borrosas
4.2. Algoritmos Genéticos basados en Lógica Borrosa
5. Ejemplos de Aplicación
5.1 Ejemplo 1
5.2 Ejemplo 2
6. Conclusiones
7. Referencias (Bibliografía)

1. Introducción
1.1. Antecedentes
Elalgoritmo genético es una técnica de búsqueda basada en la teoría de la evolución de Darwin, que ha cobrado tremenda popularidad en todo el mundo durante los últimos años. Se presentarán aquí los conceptos básicos que se requieren para abordarla, así como unos sencillos ejemplos que permitan a los lectores comprender cómo aplicarla al problema de su elección.
En los últimos años, la comunidadcientífica internacional ha mostrado un creciente interés en una nueva técnica de búsqueda basada en la teoría de la evolución y que se conoce como el algoritmo genético. Esta técnica se basa en los mecanismos de selección que utiliza la naturaleza, de acuerdo a los cuales los individuos más aptos de una población son los que sobreviven, al adaptarse más fácilmente a los cambios que se producen en suentorno. Hoy en día se sabe que estos cambios se efectúan en los genes de un individuo (unidad básica de codificación de cada uno de los atributos de un ser vivo), y que sus atributos más deseables (i.e., los que le permiten adaptarse mejor a su entorno) se transmiten a sus descendientes cuando éste se reproduce sexualmente.
Un investigador de la Universidad de Michigan llamado John Holland eraconsciente de la importancia de la selección natural, y a fines de los 60s desarrolló una técnica que permitió incorporarla a un programa. Su objetivo era lograr que las computadoras aprendieran por sí mismas. A la técnica que inventó Holland se le llamó originalmente "planes reproductivos", pero se hizo popular bajo el nombre "algoritmo genético" tras la publicación de su libro en 1975.
Unadefinición bastante completa de un algoritmo genético es la propuesta por John Koza:
"Es un algoritmo matemático altamente paralelo que transforma un conjunto de objetos matemáticos individuales con respecto al tiempo usando operaciones modeladas de acuerdo al principio Darwiniano de reproducción y supervivencia del más apto, y tras haberse presentado de forma natural una serie de operacionesgenéticas de entre las que destaca la recombinación sexual. Cada uno de estos objetos matemáticos suele ser una cadena de caracteres (letras o números) de longitud fija que se ajusta al modelo de las cadenas de cromosomas, y se les asocia con una cierta función matemática que refleja su aptitud. "
 
1.2. Definición
Los Algoritmos Genéticos (AGs) son métodos adaptativos que pueden usarse pararesolver problemas de búsqueda y optimización. Están basados en el proceso genético de los organismos vivos. A lo largo de las generaciones, las poblaciones evolucionan en la naturaleza de acorde con los principios de la selección natural y la supervivencia de los más fuertes, postulados por Darwin. Por imitación de este proceso, los Algoritmos Genéticos son capaces de ir creando soluciones paraproblemas del mundo real. La evolución de dichas soluciones hacia valores óptimos del problema depende en buena medida de una adecuada codificación de las mismas.
Un algoritmo genético consiste en una función matemática o una rutina de software que toma como entradas a los ejemplares y retorna como salidas cuales de ellos deben generar descendencia para la nueva generación.
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