Вопрос или проблема
Как создается список ссылок и идентифицируются избыток и несвязанные гены в NEAT?
Как я понимаю, в начале каждой эпохи создается список связей с инновацией путем запуска, затем для каждого индивидуума создается его собственный список с этими связями для каждой нейронной сети. Избыточные гены — это те, которые оказались в конце списка для ИИ и не повторяются со вторым индивидуумом во время мутации. Но в этом случае такое деление оказывается чисто случайным, поскольку эта связь может оказаться в середине и будет называться несвязанной. И нужен ли нам также список для нейронов?
Ответ или решение
Валовая нейроэволюция с инновациями топологий (NEAT) — это мощный алгоритм, который обеспечивает эволюцию нейронных сетей через гипнотизирующую комбиницию генетических алгоритмов и нейробиологии. Одним из ключевых аспектов этого процесса является организация списков связей и идентификация избыточных и разобщенных генов. Разберем этот процесс подробнее.
Создание списка связей
В NEAT каждый нейрон и каждая связь между нейронами кодируются "генами". Во время создания нового поколения список связей с инновационными номерами создается в процессе эволюции. Это позволяет точно отслеживать, какие изменения были внесены в структуру, обеспечивая точное сопоставление мутаций и кроссинговера.
-
Инициализация инноваций: При первой генерации сети назначаются начальные номера инноваций, которые уникально идентифицируют каждую связь.
-
Обновление во время мутаций: Когда происходит мутация, создается новый номер инновации для каждого нового соединения или нового нейрона. Эти номера помогают отслеживать изменения в структурах различных индивидуумов.
-
Сопоставление геномов: Во время кроссинговера этих инновационных номеров используется, чтобы сопоставить и совместить геномы двух родительских особей.
Идентификация избыточных и разобщенных генов
Избыточные и разобщенные гены влияют на подбор особей, особенно в процессе схождения.
-
Избыточные гены: Это гены, которые находятся в конце генома одной из особей и отсутствуют в другой. То есть, это гены, которые принадлежат исключительно одной из особей после последнего совпадающего гена.
-
Разобщенные гены: Это гены, которые расположены между совпадающими генами в родительских геномах, но не имеют аналогов между ними. Они могут находиться в середине списка, и их идентификация поддерживается посредством использования инновационных номеров.
-
Роль в адаптации: Идентификация этих генов позволяет алгоритму NEAT отличать стабильные адаптивные изменения от временно неприспособленных мутаций. Это способствует более точной оценке расстояния между геномами при определении схождения.
Необходимость списка для нейронов
Хотя основные нюансы связаны со списком связей, необходимо также отслеживать изменения в нейронах. Каждое добавление нейрона создает новый вид изменения с собственным инновационным номером. Это важно, чтобы понять, как сеть расширяется или изменяется структурно.
Подход NEAT уникален в своем использовании инновационных номеров, что позволяет сохранять историческую целостность и избегать путаницы во время кроссинговера, способствуя эволюции более сложных и адаптивных нейронных сетей.