Discussão do artigo "Otimização baseada em biogeografia — Biogeography-Based Optimization (BBO)"

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Novo artigo Otimização baseada em biogeografia — Biogeography-Based Optimization (BBO) foi publicado:

A otimização baseada em biogeografia (BBO) é um método elegante de otimização global inspirado nos processos naturais de migração de espécies entre ilhas de arquipélagos. A ideia por trás do algoritmo é simples, porém poderosa: soluções de alta qualidade compartilham ativamente suas características, enquanto soluções de baixa qualidade adotam novas características, criando um fluxo natural de informação das melhores soluções para as piores. Um operador adaptativo de mutação exclusivo garante um excelente equilíbrio entre diversificação e intensificação, e o BBO demonstra alta eficiência em diversas tarefas.

Ao revisar alguns algoritmos de otimização, chamou-me a atenção o algoritmo de otimização biogeográfica (BBO), desenvolvido pelo professor Dan Simon em 2008. O BBO se inspira na biogeografia, ciência que estuda a distribuição geográfica dos organismos biológicos. Modelos matemáticos que descrevem a distribuição de espécies foram desenvolvidos pela primeira vez na década de 1960. Assim como os algoritmos genéticos se inspiraram na genética biológica e as redes neurais, nos neurônios biológicos, o BBO utiliza princípios matemáticos da biogeografia para resolver problemas de otimização.

Na natureza, ilhas de arquipélagos com condições favoráveis, ou seja, com alto índice de adequação do habitat (HSI), possuem grande quantidade de espécies e alta emigração, ao passo que ilhas com condições ruins possuem poucas espécies e alta imigração. Essa dinâmica natural de migração de espécies entre ilhas serviu de base para o mecanismo de otimização do BBO. O algoritmo utiliza o conceito de migração de espécies para trocar características entre soluções. A probabilidade de mutação é baseada em um modelo teórico de distribuição de espécies. Além disso, as boas soluções compartilham ativamente suas características, mas permanecem resistentes a mudanças. Esse diferencial é a principal característica do algoritmo.

Neste artigo, analisaremos a elegante concepção do algoritmo BBO, um método simples e eficiente para resolver tarefas de otimização. Realizaremos sua implementação em código e observaremos e avaliaremos os resultados de seu funcionamento.

Autor: Andrey Dik