الگوریتم ممتیک چیست؟

الگوریتم ممتیک چیست؟

الگوریتم ممتیک یک الگوریتم تکاملی و مبتنی بر جمعیت برای مسائل پیچیده و بزرگ است که از ترکیب الگوریتم ژنتیک با یک الگوریتم ابتکاری دیگر حاصل می شود. طراحی و جایگاه بکارگیری این الگوریتم ابتکاری بسته به مسائل مختلف، متفاوت می باشد. الگوریتم ممتیک برای سرعت و دقت بیشتر به وجود آمدند. این کار را محققان با الهام گرفتن از ایده meme به عنوان جستوجوگرهای محلی الگوریتم هایی را پیشنهاد دادند. که با این کار روی جواب های بدست آمده بهبود حاصل می شود. با این کار فرآیند جستجو سریع تر و کاراتر می شود. یکی از این الگوریتم ها الگوریتم تپه نوردی به عنوان جستجوی محلی می باشد. در شکل 1 محل هایی که جستجوی محلی را می توان بکار برد نشان داده شده است. 

ممتیک چیست؟

ممتیک چیست؟

منظور از meme یک الگوی رفتاری یا شناختی می باشد که از یک فرد به فرد دیگری منتقل می شود در واقع meme یک تکرار کننده الگوهای رفتاری و فرهنگی افراد می باشد همانند ژن که تکرار کننده ویژگی های فیزیولوژی افراد می باشد. این الگوهای رفتاری در حافظه فرد نگهداری می شود و می تواند به حافظه فرد دیگری هم کپی شود. همانند ژن که در آن تکامل رخ می دهد تکامل رفتاری و فرهنگی که شامل تکامل دانش می باشد نیز در می واند رخ دهد. این تکامل می تواند از طریق اصول اولیه تکامل زیستی مانند تغییر و انتخاب مدلسازی شود.

تفاوت ژن و مم چیست؟(شکل 1)

-        انتقال ژن ها به صورت عمودی می باشد.

-        مم انتقال عمودی و افقی دارد. 

-        مم نسبت به ژن سریعتر گسترش پیدا می کند.

-        باروری مم بیشتر از ژن می باشد.

-        کپی برداری از الگوهای رفتاری بسیار کمتر از ژن ها می باشد.

-        مم نیاز به کشتن یک مم برای حذف کردن یک الگوی رفتاری نامناسب ندارد.

-        مم ها و ژن ها معیار های انتخاب مختلفی دارند.

شکل1: ژن ، کروموزوم و مم

ممتیک، علم نظری و تجربی می باشد که تکرار، گسترش و تکامل الگوهای رفتاری را مورد بررسی قرار می دهد. در واقع ممتیک گسترش یافته تکامل داروین برای فرهنگ و تمدن می باشد. الگوهای رفتاری یک الگوی شناختی و رفتاری است که از یک فرد به فرد دیگر منتقل می شود. از آنجایی که فردی که الگوی رفتاری را انتقال می دهد علاقمند به  ادامه دار بودن آن می باشد می تواند به عنوان "تکرار" تفسیر شود. یک کپی از الگوهای رفتاری در حافظه افراد دیگر ساخته می شود و فرد را به یک حامل الگو تبدیل می کند. این فرآیند خود تکثیری ( چرخه حیات ممتیک ) به عنوان یک تکرار کننده تعریف می شود و به چرخش و تکرار روی یک گروه در حال رشدی از افراد منجر می شود. بنابراین  نقش تکرارکننده یک موجودیت فیزیکی می باشد که از خود کپی بر می دارد. مشخصات یک تکرارکننده موفق از نظر داوکینز عبارتند از: وفاداری، باروری و طول عمر.

وفاداری: وفادارترین نسخه از کپی اولیه بیشتر باقی خواهد ماند. اگریک نقاشی از کپیِ کپی ها تولید شود دیگر قابل تشخیص نمی باشد. به همین دلیل این ویژگی باید بین افراد منتقل شود.

باروری: نسبت به کپی سریعتر می باشد. تکرارکننده بیشتر گسترش می یابد. یک چاپگر صنعتی نسبت به کپی اداری بیشتر می تواند تکثیر داشته باشد.

طول عمر: هر نمونه قدیمی تری که در نمونه تکراری نگهداری شود تعداد کپی های تولید شده از آن بیشتر می شود. همانند اینکه یک خط روی شن وماسه کشیده شود قبل از اینکه از آن عکس گرفت یا اینکه آن را باز تولید کرد، پاک می شود.

چرخه حیات ممتیک

به منظور تکرار یک الگوی رفتاری باید چهار مرحله انجام شود که مرسوم به چرخه حیات ممتیک می باشد. این چرخه شایستگی الگوی رفتاری را مشخص می کند که شامل موارد ذیل می باشد(شکل 2):

-        ادغام یا جذب (Assimilation): یک مم باید قادر به سرایت و نفوذ به حافظه یک میزبان جدید باشد.

-        ابقاء (Retention): الگوهای رفتاری باید برای مدت زمانی در حافظه فرد باقی بمانند.

-        بیان (Expression): به منظور ارتباط برقرار کردن این الگوی رفتاری باید به صورت موجودیت فیزیکی بیان شده باشد. در واقع بیان توسط فرد باید از طریق زبان، رفتار یا به شکل دیگری ارائه شود که توسط دیگران قابل درک باشد.

-        انتقال (Transmission): این بیان یا عبارت توسط حمل کننده فیزیکی یا رسانه به یک یا چند فرد منتقل می شود.

شکل 2: چرخه حیات ممتیک

پس از مرحله 4 می توان دوباره به مرحله 1 رفت. پس می تواند یک حلقه تکرار صورت پذیرد. در هر مرحله نیز انتخاب وجود دارد بدین معنی که می توان برخی از الگوهای رفتاری را حذف نمود.

[1]: http://pespmc1.vub.ac.be/MEMEREP.html.

[2]: http://cdn.persiangig.com/download/G0tvCPjkpj/thesis.pdf/dl.

تاریخچه ممتیک

تاریخچه ممتیک

همان طورکه الگوریتم ژنتیک از واژه ژن توسط زیست شناسان گرفته شده است. الگوریتم ممتیک از واژه meme گرفته شده است که توسط یک جامعه شناس بنام  ریچارد داوکینز در سال 1976در کتاب ژن خودخواه مطرح شده است.(شکل 1) 

شکل 1: تصویر ریچارد داوکینز

برخی از ویژگی های فیزیولوژی مانند رنگ چشم، مو، پوست و ... توسط ژن از یک نسل به نسل دیگر منتقل می شود. این ژن ها می توانند تکامل بیابند. از دیدگاه ریچارد داوکینز  ویژگی های رفتاری و فرهنگی مانند صداقت، راستگوئی، ایده آل گرا بودن و ... نیز می تواند توسط عوامل غیر ژنتیکی از یک نسل به نسل دیگر منتقل شود. این ویژگی ها از طریق mimeme که از واژه یونانی mimema به معنی تقلید شده برگرفته شده است می تواند انتقال پیدا کند که به طور خلاصه ریچارد آن را meme نامید.

طرفداران این تئوری معتقد هستند که الگوهای رفتاری یک پدیده ویروسی می باشند که می تواند شبیه به تکامل بیولوژیکی تکامل یابد. این الگو ها توسط میزبان پخش می شوند الگوهایی که کمتر پخش می شوند ممکن است منقرض شوند در حالی که دیگران ممکن است زنده بمانند و گسترش یابند و به وضعیت بهتر یا بدتر جهش پیدا کنند. در کنار واژه Meme ، الگوریتم ممتیک توسط نظریه پردازان لامارک و بالدوین مطرح گردید. و در سال 1989 توسط موسکاتو به طور کامل ارائه گردید. لامارک معتقد است که یک موجود در طول زندگی از محیط و جامعه خود می آموزد و در ساختار ژنی آن نیز کد می شود. بالدوین معتقد می باشد که دلایل کافی برای این ادعا که آموخته های موجود در ژن کد می شود وجود ندارد و آموخته های موجود تنها در طول حیات خود او در اختیار هستند و فقط توسط آموزش (تقلید) به موجود دیگر انتقال می یابند. 

[1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Memetics.

[2]: https://en.wikipedia.org/wiki/Meme.