遺伝的アルゴリズム入門|楽しく学べる動画とスライド

遺伝的アルゴリズム」というワードを見聞きはしていて、なんとなく知っている方って多いのではないでしょうか。でも実際にコードで実装してみたエンジニアの方は少ないでしょう。触ってみたい、学んでみたいと思っていたエンジニアの方に向けて、今回「遺伝的アルゴリズムとは」から「実装コード」の紹介までしていきます。

遺伝的アルゴリズムとは

遺伝的アルゴリズムは、端的に言えば生物界の進化の模倣をしたアルゴリズムです。我々人間を始めとする生物が「交叉、突然変異、淘汰を繰り返して環境に適応するよう進化する」ように、これをアルゴリズムで表現したのが、遺伝的アルゴリズムになります。

親から子が生まれ、目的に最適な子同士から孫を生んで、また目的に最適な・・・という流れの中に、突然変異でイレギュラーな子も含ませて淘汰していき、目的の解に近似していきます。よくわからないという人も、少しずつ見ていきましょう。

遺伝的アルゴリズムの雰囲気がふわっとわかる動画2本

まずは動画で視覚的に遺伝的アルゴリズムに触れてみましょう!見ていて楽しみながら学べますよ。

スーパーマリオブラザーズを学習させてみた

この動画は、みなさんも慣れ親しんでいるマリオブラザーズで、遺伝的アルゴリズムを応用しながら、マリオがゴールするまでを解説しています。

何度も失敗しながらマリオが最適な選択を行っていきます。遺伝的アルゴリズムについて、ふわっと概要がつかめるいい動画なので、まずはご覧ください。

遺伝的アルゴリズムでブランコの漕ぎ方を学習させた。

マリオでなんとなく雰囲気を掴んだところで、別の角度から遺伝的アルゴリズムの動画に触れてみましょう。

この動画はなかなかシュールなので見ていて面白い。先ほどのマリオよりも、裏側でどういったことが行われているのか掴むことができる内容となっています

遺伝的アルゴリズムが学べるスライド

大まかに遺伝的アルゴリズムを把握したところで、スライドでさらに詳しく見ていきましょう。

こちらのスライドで、改めて遺伝的アルゴリズムの概要を学び、そのあとセールスマンを例に、図で丁寧に視覚的に学べます。エンジニアの方であれば、処理の流れがつかめてくると思います。

スライドの枚数が多いですが、遺伝的アルゴリズムに関わるキーワードがちりばめられて、知識を加えながら学ぶことができます。こちらも丁寧に図で解説しているので、深く理解することができるでしょう。

書いてみよう!Qiitaにある遺伝的アルゴリズムのコード

ここまでくると、「自分も書いてみたい」「どういうコードなんだろう」というエンジニアの方がいらっしゃるでしょう。実際にアルゴリズムのコードをQiitaに公開している投稿があったので3つご紹介します。

さらにさらに理解する。遺伝的アルゴリズム入門書

ここまできたら、もっと遺伝的アルゴリズムについて知りたくなった方が多いのではないでしょうか。そんなエンジニアに入門書をご紹介します。

こちらは遺伝的アルゴリズムの概念をさらに深く理解するためにいい入門書。

C言語でデータ構造や最適検索、それから遺伝的アルゴリズムの実装まで学べる入門書です。C言語を書いたことがあるエンジニアはもちろん、C言語はまだ触れたことがないという方でも、基礎から学べます。

いろいろできる遺伝的アルゴリズム

ここまで、遺伝的アルゴリズムが様々な使い方がされているのを見てきました。FX自動売買システムのような生活に直結するものや、スーパーマリオのようにゲームに応用してみると結構面白そうですね。一捻りすれば、身の回りにすぐ応用が効きそうです。

あなたも遺伝的アルゴリズムで身の回りの最適解を見つけてみませんか?もしかしたら、ブランコの動画のように、人間ではたどり着けなかった意外な答えにたどり着くかもしれません。

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