Kültürel Algoritma

11541402 Hüseyin BARIN

11541414Ahmet Kolcu

CULTURAL AlGORITHM

I. GİRİŞ• Literatürde Evrimsel Algoritma(EA) ‘ nın bir alt sınıfı olarak bilinir. • Evrimsel algoritma, biyolojik evrimden esinlenerek üreme,

mutasyon, rekombinasyon(1) ve doğal seçilime benzer mekanizmalar kullanır. • Temelinde uyum başarısı yatan Evrimsel Algoritmalar genellikle her

türlü sorunlar için ideal çözümler sunar. • Bunun sebebi ise; varsayım yapmamasından kaynaklanmaktadır

ve yaklaşık çözümler bulmayı hedefler.• Evrimsel Algoritma’ nın uygulandığı alanlar arasında Mühendislik,

sanat, biyoloji, ekonomi, pazarlama, genetik, robotik, sosyal bilimler, fizik, siyaset ve kimya gibi alanlar yer alır.

1* Genetik çeşitlenme veya rekombinasyon, genetik materyalin (genellikle DNA, fakat RNA da olabilir) bir zincirinin kırılması ve sonrasında farklı bir DNA molekülüne katılmasıyla oluşan süreçtir.

• Reynolds tarafından geliştirilen; Kültürel Algoritma, kültürel evrim kavramında gelişen süreci kapsar.• Bu yaklaşımda, evrim süreci hakkında elde edilen bilgiler toplanır.• Toplanan bilgiler evrimin farklı iterasyonlarda(tekrarlanan yıllar) hedeflenen

yönde yol gösterecek şekilde daha sonra kullanmak üzere bir bilgi tabanında tutulur.

• Bu sayede Bilginin edinilmesi ve kullanılmasında kültür algoritması diğer evrimsel algoritmalardan daha hızlı yakınsama yapar.

1* Genetik çeşitlenme veya rekombinasyon, genetik materyalin (genellikle DNA, fakat RNA da olabilir) bir zincirinin kırılması ve sonrasında farklı bir DNA molekülüne katılmasıyla oluşan süreçtir.

• George Murdoch (1957) yılında 30 farklı özellikte 565 kültürlerin katalogunu meydana getirdi.• 1960 yılında Sibernetik ve Sistemler Teorisi Araştırmaları yaparak yeni

kültür manzarası kökenli çevre ile etkileşimli bir sistem çıkarıldı. • Flannery 1968 yılında kültürel bir grup içerisinde ki bireylerin davranış

sapmaları giderilebilecek olumlu ve olumsuz görüşleri düzenleyici mekanizmalar sağladı. • 1970 yılında bir kültür sisteminde bilgi akışı, kültürel ekoloji

perspektifinden bir genelleme yapılar karşımıza çıktı.

Kültür Algoritması ‘nın Günümüze Kadar Olan Gelişim Süreci

• Geertz'in (1973) yılında insanoğlunun kültür deneyimlerini yorumlamak ve onların eylemlerini hangi açıdan rehberlik edeceğini anlamalı hale getirdi.• Edward B. Tylor 1881 yılında İlkel kültür üzerine “kültür ” tanıtmak için

iki ciltlik kitap yazdı ve dönemin ilk kitaplarıydı . O, "toplumun bir üyesi olarak insan tarafından edinilen bilgi,

inanç, sanat, ahlak, gelenek ve diğer yetenekleri , alışkanlıkları içeren karmaşık bir bütün" olarak aldı ve kültür’ ü nitelendirdi.

Kültürel unsurlar arasındaki yakınlıklara dayalı gruplar halinde dünya kültürlerinin sınıflandırması üzerinde durdu.

Kültür Algoritması ‘nın Günümüze Kadar Olan Gelişim Süreci

Kültürel algoritma evriminde iki düzeye sahiptir. Bunlar mikro ve makro evrim’ dir.Mikro-Evrim veya populasyon düzeyi genellikle,

Nüfus vb. Genetik algoritma, genetik programlama, parçacık sürü optimizasyonu gibi bir nüfusa dayalı randomize(rastgele) arama algoritmalarını oluşturmaktadır.

Mikro-Evrim; evrim süreci, aslında bireyler arasındaki mikro düzeyde etkileşimlere dayanmaktadır. Bu tür etkileşimler başlangıçta veri tabanında tutulan çeşitlendirmeler yani faktörler sayesinde bireylere yönelik çözüm sunar.

Makro-Evrim, kültürel aşamada, Popülasyon düzeyinde çıkarılan kişilerin deneyimleri(tecrübeleri) kaydedilir ve daha geniş bir şekilde arama sürecini etkileyecek yönde kullanılır.

Bilginin beş farklı türleri vardır ve genellikle kültürel evrim süreci için kullanılır. Bunlar;• Normatif bilgiİyi çözüm bulunabilmesi için seçilen adayların nitelikleri değişkenlere aktarılarılır.• Topografik bilgiArama işlemi sırasında her bölgede bulunan en iyi çözüm ile, muhtemel bulduğumuz en iyi çözümleri arasındaki farklılıklar listeler.• Durumsal bilgiİnanç alanında gelecek nesildeki bireylerin daha kaliteli yetişmesi için geçmiş nesil ve şuan içinde bulunan nesilden isteğimize uygun örnek bireylerin seçilmesidir.• Tarihsel bilgi ve Alan bilgileri yer alır.

Kültürel Algoritmaları içerdiği çift kalıtım mekanizması sayesinde farklı yollarla optimizasyon süreci inceler.Optimizasyon için;

Kültürel değişim sayesinde aramanın yakınsaklığı süresini hızlandırmak için kullanılabilir.Ayrıca farklı şekilde akla gelebilecek bilgi kaynaklarının kullanımı ve daha iyi çözümler üretmesi için arama yöntemi yeteneğini kontrol altına alınarak optimizasyonu gerçekleştirilebilir.

Kültür Algoritmasının çalışma prensibi aşşağıda ki gibidir.

Kültürel Algoritması bileşenleri bir inanç alanı ve popülasyon(nüfus) alanından oluşur.

Bunlar iki alan arasındaki bir iletişim protokolü aracılığıyla etkileşime geçer.

Popülasyon alanı; inanç alanının bilgi içeriğini ayarlamak için kabul edilebilir ve farklı kuşaklarından popülasyonu etkilememesi gerekir

GENEL ÖZELLİKLERİ• İkili Kalıtım (Nufus ve Bilgi Seviyeleri)• Bilgi popülasyon evrimine rehberlik eder.• Popülasyon ve inanç alanlarının hiyerarşik yapılanmasını destekler. • Bireyler alan bilgisine göre (örn. Ontolojiler(1) )’ e ayrılmıştır.• Çeşitli düzeylerde kendi kendine adaptasyonu destekler.• Evrim (“Biyolojik Kültür(2) bileşenine göre 10 kat daha hızlı gelişir")

farklı seviyelerde farklı oranlarda yer alabilir. • Problem çözme için hibrid yaklaşımlar destekler.

1* Ontoloji ya da varlık felsefesi, temel sorunu varlık olan felsefi disiplin. Varlık ya da varoluş ile bunların temel kategorilerinin araştırılmasıdır.2* Biyolojik kültür bireysel ve toplumsal yaşamında gerektiğinde biyolojik düşünebilen bireylerin yetiştirilmesi süreci

Sözde-Kod Adım1. İlk olarak, başlangıç popülasyonu, problem uzayında ki noktalarına

dayalı olarak kabul edililir. Ayrıca ilk veri tabanı oluşturulur. Evrim süreci başlamadan önce uygunluk fonksiyonu(inanç alanı), başlangıç popülasyonu tarafından değerlendirilir.

2. Her bir tekrarı ‘t’ olarak tanımlanır. Bugün kü popülasyonu üzerinde başı işlemler yapılarak gelecek nesiller oluşturulur.

3. Oluşturulan popülasyon, uygunluk fonksiyonu ile değerlendirilir.4. İnanç alanı, mevcut olan popülasyonun uygunluk değerlerine göre

güncellenir.5. İnanç alanı mevcut olan yani bugünkü popülasyonu etkilemektedir.6. Mevcut popülasyon uygunluk fonksiyonu(inanç alanı) tarafından

değerlendirilir.7. Durdurulma kriterlerine kadar, 2 ile 6 adımlar arası tekrarlanmaktadır .

• Kültürel Algoritmaların Kültürel Evrim Hesaplamalı Modülü vardır.• Kültürel Algoritmalar için temel olarak pseudocode aşağıdaki gibidir.

Başla t=0;

Nufusu Baslat NUF(t); İnanc Alani Baslat İNANC(t); Tekrar

Nufusu Degerlendir NUF (t); Ayarla(İNANC(t),Kabul (NUF(t)));Kabul(İNANC(t));Degisimi (NUF(t) den (NUF(t-1)); Sonlandırma durumu kadar sağlanır.

SON

I. Örnek• The Multi-Agent (1) Village adı altında similasyon gerçekleştirilmiştir. Bu similasyon; insanların neden bu bölgeyi terk etmesini öğrenebilmek için canlandırılmıştır.Başlangıçta yerleşim ve tarım uygulamarı incelenmiştir.• Güney-Batı Colorado’ nun Merkez Mesa Verde eyaletinde, Pueblo

Kızıldereliler üzerinde araştırma yapılmıştır.• Arkeolojik alanlarda yapılan incelemelerde ki toprak verileri ve ağaç

halkası (2) ‘nda meydana gelen değişimler similasyonda kullanılmıştır.• Similasyon’ u M.S. 900 ve 1300’ lü yıllarını incelemiştir.

1 * Çok Etmenli, Çok aracılı2 * Ağaç Halkası: Bir ağacın gövdesinden geçen yatay bir kesitini gösterebilir. Yılın sezon boyunca büyüme hızındaki değişim sonucu halkaları görülür ve böylece bir halka genellikle ağacın hayatında bir yıl geçişi işaretler. Bu Halkalardan, güneş aktivite değişikliklerini ve hava şartlarında ki değişiklikler incelenebilir.

• Orjinal simülasyonda Kohler ve okul arkadaşları modellenen bölgede ki nüfus azalmasının sebebinin yağış değişikliğinin dışanda, Nüfus tarihinde ki bir şeyin rolü olduğunu ileri sürdüler.• Kohler araştırmasında, Reynolds’ in tezinden ilham almıştır.• Bu Simülasyonda akrabalık ilişkileri, ekonomik ve toplum ilişkileri

üzerinde de durulmuştur.• Bu canlandırma da bir önceki nesilde ki akraba ilişkilerini anlamamız

için Kültür Algoritması’ ndan yararlanılmalıdır. Yeni nesli oluşturulurken popülasyon alanımızda ki veriler sayesinde canlandırıması daha gerçekçi olmuştur.

Akrabalık ilişkileri oluşturulduktan sonra diğer etmenlerden biri olan Ekonomik durumlar incelenmiştir.

Ekonomik alanda incelemeler sonucunda, çevrede yaşayan protein kaynaklı hayvanların yetersiz besin değerleri bulunmuştur.Bundan dolayı köyde yaşayan insanların besin ihtiyaçlarını giderebilmek için farklı alanlarda avlanmak zorunda kalmışlardır.Sonuç olarak, bölgeyi terk etmelerinin nedeni, yeni avlanma alanları arayışından kaynaklanmıştır.

Teşekkürler