蚁群算法是源于蚂蚁觅食行为的一种人工智能算法。在自然界中,蚂蚁采用基于信息素信息交流的方式协同工作,繁衍生息,存活演化,并完成了不少复杂的生存挑战。蚁群算法通过模拟蚂蚁的行为,实现了一种寻优的通用算法。
在蚁群算法中,旅行商问题是一个经典的研究对象。一群蚂蚁在最短路径问题上进行“试探、跟踪、信息素更新”的三个过程,最终实现了寻找最短路径的目标。
例如:有一个旅行商需要依次访问N个城市,并且只能走一次,他需要在这N个城市之间找到一条路径,使得途中经过的距离最小。现在,可以用蚁群算法来解决这个问题。蚂蚁的个体行动通过遵守一定的行为规律,相互之间通过信息素进行信息交流,从而完成蚂蚁群体的智能协作。
在解决问题的过程中,蚂蚁会在各个城市之间留下信息素,表明此处的足迹信任度,新蚂蚁在寻找路径的过程中被吸引到留下信息素最多的城市,继而留下自己的信息素,最终实现对“好路线”的聚集。
通过模拟蚂蚁寻找最短路径的行为,蚁群算法可以在众多可能性中找到最优解,具备很好的全局搜索能力,在许多优化问题中都有应用。