САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 31 июля. /ТАСС/. Ученые Санкт-Петербургского университета ИТМО разработают теоретический инструментарий, позволяющий повысить эффективность эволюционных алгоритмов, которые широко применяются при решении задач оптимизации в различных сферах, таких как биоинформатика, логистика, программная инженерия. Об этом ТАСС сообщила в пятницу руководитель проекта, сотрудник факультета информационных технологий и программирования ИТМО Арина Буздалова.
Эволюционные алгоритмы - это алгоритмы оптимизации, основанные на идеях биологической эволюции. Они широко используются для решения сложных практических задач из разных областей науки и техники. Например, с их помощью можно составить расписание, минимизирующее время простоя оборудования на заводе, или разработать дизайн антенны, обеспечивающий сигнал максимальной мощности.
"Эффективность этих алгоритмов сильно зависит от того, как их настроить, какие значения параметров использовать во время запуска. В данной области недостаточно фундаментальных знаний, а строго доказанные математические результаты существуют только для ограниченного круга методов настройки и очень простых задач. Актуальность нашего исследования заключается в том, что оно поможет закрыть теоретические пробелы и сделать обоснованные рекомендации для применения эволюционных алгоритмов на практике", - сказала Буздалова.
По ее словам, ученые займутся получением строгих математических доказательств эффективности различных методов настройки алгоритмов. Кроме того, исследователи разработают новые методы, которые будут реализованы в виде соответствующего программного обеспечения. Созданный по проекту инструментарий также будет использоваться в дальнейших исследованиях, направленных на понимание фундаментальных принципов работы эволюционных алгоритмов.
"Новые методы можно будет применять и в других областях науки, где используются эволюционные алгоритмы. Например, в машинном обучении при генерации структуры нейронных сетей или для решения различных биоинформатических задач, таких как поиск оптимальной траектории изменения формы белка", - отметила Буздалова.
Она добавила, что ученые изучат особенности конкретных задач, для решения которых используются эволюционные алгоритмы. "Например, в логистике часто встречаются задачи, обладающие динамически изменяющимися свойствами: скорость прохождения маршрута может меняться в зависимости от дорожной обстановки. В результате исследования будут сформулированы рекомендации по применению эволюционных алгоритмов в таких условиях, а также методы, позволяющие повысить их эффективность. Грамотное применение алгоритмов позволит сэкономить ресурсы при решении задач оптимизации, получить хорошее решение за меньшее время", - рассказала руководитель проекта.
РФФИ
Проект ученых ИТМО был поддержан грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ) "Теоретические основы динамической настройки параметров в эволюционных алгоритмах", финансирование составляет 1,2 млн рублей в год.
Фонд РФФИ создали указом президента РФ в 1992 году по инициативе крупнейших ученых страны. Основная цель работы фонда - поддержка научно-исследовательских работ по всем направлениям фундаментальной науки на конкурсной основе, направленная на построение новых отношений между учеными и государством. Ежегодно 90 тыс. ученых участвуют в заявках на гранты РФФИ, 20 тыс. заявок становятся победителями.