خوارزمية مجتمع النحل الاصطناعي

يتكون مجتمع النحل من ثلاث مجموعات: العاملات، المتفرجات، والكشافة. ويفترض أن هناك عاملة واحدة لكل مصدر طعام، يعني أن عدد العاملات يساوي عدد مصادر الطعام حول الخلية.

تذهب العاملات إلى مصادر الطعام ثم ترجع وترقص في الخلية، وهنا يأتي دور المتفرجات، حيث تشاهد رقصات العاملات وتختار مصدر الطعام المناسب حسب الرقصات. أما العاملات اللاتي هُجرت (استُثنِيت) أماكن طعامهن فتصبح كشافة وتبدأ البحث عن مصادر جديدة للطعام.

• البحث عن المصادر الغذائية الأولية لجميع النحل العاملات.
• كل نحلة عاملة تذهب إلى مصدر الغذاء الموجود في ذاكرتها وتحدد مصدر مجاور له وتقيّم مقدار الرحيق الموجود ثم ترجع لترقص في الخلية.
• كل نحلة متفرجة تشاهد الرقصات وتختار مصدر الغذاء بالاعتماد على الرقصات ثم تذهب للمكان وتقيّم مقدار الرحيق وجودته.
• يتم تحديد مصدر الغذاء المهجور واستبداله بمصدر جديد يكتشف من خلال الكشافة.

• أما أفضل المصادر البعيدة فيتم تسجيلها.

تعتمد هذه الخوارزمية على عدد النحلات في المجتمع ومكان الغذاء يمثل حل محتمل للمسألة  وكمية الرحيق يتطابق مع جودة الحل، ويمثل عدد النحلات العاملات عدد الحلول.

تعتمد هذه الخوارزمية على حجم الخلية (عدد النحلات) ، حيث يقسم سرب النحل إلى 50% نحلات عاملات و 50% نحلات كشافة وعدد المتفرجات يساوي 1.كما أن عدد النحلات العاملات يساوي عدد الحلول، حيث ${\displaystyle X_{i}=\{x_{i,1},x_{i,2},\ldots ,x_{i,n}\}}$ متّجه يمثّل الحل رقم ${\displaystyle i}$ في الخلية، ${\displaystyle n}$ مصادر الطعام (وبالتالي عدد النحلات العاملات).

كل نحلة عاملة ${\displaystyle X_{i}}$ تعطي حل ${\displaystyle V_{i}}$ (في خلية النحل يمثل ${\displaystyle X_{i}}$ موقع غذاء) ويُعطى ${\displaystyle V_{i}}$ بالمعادلة: ${\displaystyle V_{i_{k}}=X_{i_{k}}+\Phi _{i_{k}}\times (X_{i_{k}}-X_{j_{k}})}$

حيث ${\displaystyle X_{j}}$ حل يتم اختياره عشوائياً بشرط ${\displaystyle i\neq j}$، كذلك ${\displaystyle k\in \{1,2,\ldots ,n\}}$ مُحدد للبعد يتم اختياره عشوائياً، وعدد عشوائي ${\displaystyle \Phi _{i_{k}}}$ ضمن الفترة ${\displaystyle [-1,1]}$.

بعد تحديد اماكن الغذاء ${\displaystyle V_{i}}$ يتم مقارنتها معاً، فإذا كان مصدر الغذاء يساوي أو أفضل من القديم فيتم استبداله في الذاكرة، وإلا يبقى المكان القديم في الذاكرة ويتم استبعاد المكان الجديد.

تالياً يتم ايجاد الحل الأمثل وهو الحل الحاصل على أعلى احتمال ${\displaystyle P_{i}}$. بعد انتهاء عملية البحث عن مصادر الغذاء (الحلول) تُشارك النحلات العاملات النحلة المتفرجة المعلومات حول مصدر الغذاء (الحل) ثم تقوم النحلة المتفرجة باختيار الحل الامثل الحاصل على أفضل احتمال بين الحلول المقترحة الأخرى حيث يتم حساب الاحتمال بالمعادلة:

$${\displaystyle P_{i}={\frac {fit_{i}}{\sum _{j}{fit_{j}}}}}$$

حيث أن ${\displaystyle fit_{i}}$: هي قيمة التناسب للحل ${\displaystyle i}$ ومجموعة باقي الحلول، وتحدد من خلال اقتران يناسب المسألة.

إذن الحل الامثل هو الحل (المصدر) ذو الاحتمال الاعلى، فإذا لم تتحسن قيمة ${\displaystyle X_{j}}$ لمصدر غذاء وفق قيمة معرفة سابقا تسمى النهاية (limit) بعد عدد من الدورات، فسوف يتم استثناء هذا المصدر (الحل).

• استمثال عناصر السرب
• ذكاء السرب

• Artificial Bee Colony (ABC) Algorithm Homepage، Turkey: Intelligent Systems Research Group, Department of Computer Engineering, Erciyes University، مؤرشف من الأصل في 15 فبراير 2018

• بوابة خوارزميات