الگوریتم‌های فراابتکاری

دسته‌بندی و معرفی الگوریتم‌های فراابتکاری (Metaheuristic Algorithms)

الگوریتم‌های فراابتکاری به‌عنوان ابزارهایی قوی برای حل مسائل پیچیده بهینه‌سازی شناخته می‌شوند. این الگوریتم‌ها براساس الهام از طبیعت، رفتارهای زیستی، و اصول فیزیکی طراحی شده‌اند. در ادامه، لیستی از الگوریتم‌های معروف به همراه نام فارسی، انگلیسی و اختصار آن‌ها آورده شده است.

لیست کامل الگوریتم های فراابتکاری از ابتدا تا 2025

1. الگوریتم‌های تکاملی (Evolutionary Algorithms)

  1. الگوریتم ژنتیک (Genetic Algorithm – GA)
    • الهام‌گرفته از تکامل زیستی شامل ترکیب ژن‌ها، جهش و انتخاب نسل برتر.
  2. الگوریتم تکامل تفاضلی (Differential Evolution – DE)
    • بر پایه ایجاد تنوع و مقایسه تفاوت بین اعضای جمعیت برای بهبود راه‌حل‌ها.
  3. الگوریتم رقابت استعماری (Imperialist Competitive Algorithm – ICA)
    • الهام‌گرفته از فرآیند استعمار و رقابت بین امپراطوری‌ها برای گسترش قلمرو.
  4. الگوریتم علف هرز مهاجم (Invasive Weed Optimization – IWO)
    • بر اساس گسترش و تکثیر علف‌های هرز در محیط.

2. الگوریتم‌های مبتنی بر هوش جمعی (Swarm Intelligence Algorithms)

  1. الگوریتم ازدحام ذرات (Particle Swarm Optimization – PSO)
    • الهام‌گرفته از رفتار گروهی ذرات برای جستجوی بهینه‌ترین نقاط.
  2. الگوریتم کلونی مورچه‌ها (Ant Colony Optimization – ACO)
    • شبیه‌سازی رفتار مورچه‌ها در جستجوی کوتاه‌ترین مسیرها برای پیدا کردن غذا.
  3. الگوریتم کلونی زنبورها (Bee Algorithm – BA)
    • الگوریتمی مبتنی بر رفتار زنبورها در جستجوی منابع غذایی.
  4. الگوریتم زنبور عسل مصنوعی (Artificial Bee Colony – ABC)
    • شبیه‌سازی کار زنبورهای کارگر و ملکه برای بهینه‌سازی.
  5. الگوریتم گرگ خاکستری (Grey Wolf Optimizer – GWO)
    • الهام‌گرفته از ساختار اجتماعی و رفتار شکار گرگ‌های خاکستری.
  6. الگوریتم سنجاقک (Dragonfly Algorithm – DA)
    • شبیه‌سازی رفتار سنجاقک‌ها در حرکت گروهی.
  7. الگوریتم کفتار خال‌دار (Spotted Hyena Optimizer – SHO)
    • شبیه‌سازی رفتار شکار کفتارهای خال‌دار در طبیعت.
  8. الگوریتم شکارچیان دریایی (Marine Predators Algorithm – MPA)
    • شبیه‌سازی رفتار شکارچیان دریایی در جستجوی طعمه.
  9. الگوریتم وال (نهنگ) (Whale Optimization Algorithm – WOA)
  10. الگوریتم پنگوئن امپراتور (Emperor Penguin Optimizer – EPO)
    • شبیه‌سازی رفتار پنگوئن‌های امپراتور در مهاجرت و جستجوی غذا.
  11. الگوریتم عقاب طلایی (Golden Eagle Optimizer – GEO)
    • الهام‌گرفته از رفتار عقاب‌های طلایی در جستجوی شکار.

3. الگوریتم‌های مبتنی بر رفتارهای زیستی (Bio-Inspired Algorithms)

  1. الگوریتم خفاش (Bat Algorithm – BA)
    • شبیه‌سازی رفتار خفاش‌ها در جستجوی شکار با استفاده از مکان‌یابی صوتی.
  2. الگوریتم وال (Whale Optimization Algorithm – WOA)
    • شبیه‌سازی رفتار شکار وال‌ها با استفاده از حرکت حلقه‌ای.
  3. الگوریتم فاخته (Cuckoo Search – CS)
    • شبیه‌سازی رفتار فاخته‌ها در تخم‌گذاری در لانه‌های دیگر پرندگان.
  4. الگوریتم سفره‌ماهی (Manta Ray Foraging Optimization – MRFO)
    • الهام‌گرفته از رفتار سفره‌ماهی‌ها در جستجوی غذا.
  5. الگوریتم گربه (Cat Swarm Optimization – CSO)
    • شبیه‌سازی رفتار گربه‌ها در جستجوی محیط اطراف.
  6. الگوریتم کرکس آفریقایی (African Vulture Optimization Algorithm – AVOA)
    • شبیه‌سازی رفتار کرکس‌های آفریقایی برای یافتن لاشه.
  7. الگوریتم گله اسب (Horse Herd Optimization – WHO)
    • شبیه‌سازی رفتار اجتماعی اسب‌های وحشی.
  8. الگوریتم مار ماهی (Eel Optimization Algorithm – EOA)
    • شبیه‌سازی حرکت و جستجوی مار ماهی‌ها.
  9. الگوریتم غزال کوهستانی (Mountain Gazelle Optimizer – MGO)
    • شبیه‌سازی حرکت سریع و هدفمند غزال‌ها.

4. الگوریتم‌های الهام‌گرفته از فرآیندهای فیزیکی یا ریاضی

  1. الگوریتم شبیه‌سازی تبرید (Simulated Annealing – SA)
    • الهام‌گرفته از فرآیند سرد کردن فلزات برای رسیدن به ساختار پایدار.
  2. الگوریتم جستجوی گرانشی (Gravitational Search Algorithm – GSA)
    • شبیه‌سازی نیروی جاذبه بین ذرات.
  3. الگوریتم بهینه‌سازی شعله پروانه (Moth-Flame Optimization – MFO)
    • الهام‌گرفته از حرکت پروانه‌ها در جهت نور.
  4. الگوریتم بهینه‌سازی سارتعادل (Equilibrium Optimizer – EO)
    • شبیه‌سازی تعادل فیزیکی در سیستم‌های پیچیده.
  5. الگوریتم سیاه‌چاله (Black Hole Algorithm – BHA)
    • شبیه‌سازی پدیده جذب در سیاه‌چاله‌ها.
  6.  الگوریتم بهینه ساز چند نظمی Multi-verse Optimizer – MVO
  7. الگوریتم سینوس و کسینوس (Sine Cosine Algorithm – SCA)
    • الگوریتمی مبتنی بر توابع ریاضی سینوس و کسینوس برای جستجو.

5. الگوریتم‌های مبتنی بر تئوری هوش مصنوعی و یادگیری

  1. الگوریتم حسابی (Arithmetic Optimization Algorithm – AOA)
    • الهام‌گرفته از عملیات‌های محاسباتی در ریاضیات.
  2. الگوریتم بهینه‌سازی اکوسیستم مصنوعی (Artificial Ecosystem Optimization – AEO)
    • شبیه‌سازی تعاملات اکوسیستم‌های زیستی.
  3. الگوریتم یادگیری مبتنی بر آموزش (Teaching-Learning-Based Optimization – TLBO)
    • الهام‌گرفته از فرآیند آموزش در کلاس درس.

6. الگوریتم‌های ترکیبی و نوین

  1. الگوریتم شاهین (Harris Hawk Optimizer – HHO)
    • شبیه‌سازی رفتار شاهین‌ها در شکار گروهی.
  2. الگوریتم جغرافیای زیستی (Biogeography-Based Optimization – BBO)
    • بر اساس مهاجرت گونه‌ها بین زیستگاه‌ها.
  3. الگوریتم علی بایا و چهل دزد (Ali Baba and Forty Thieves Optimization)
    • الهام‌گرفته از قصه‌های علی بابا برای کشف مسیرهای بهینه.

نتیجه‌گیری

الگوریتم‌های فراابتکاری طیف گسترده‌ای از ابزارهای الهام‌گرفته از طبیعت، رفتارهای زیستی، و فرآیندهای فیزیکی را برای حل مسائل بهینه‌سازی ارائه می‌دهند. این الگوریتم‌ها بسته به نوع مسئله و نیاز، انتخاب می‌شوند و در بسیاری از حوزه‌ها مانند مهندسی، علوم داده و هوش مصنوعی کاربرد دارند.

مدرس: حسن سعادتمند