Premature convergence
ارتقائی الگورتھم (ای اے) میں، قبل از وقت کنورجنس کی اصطلاح کا مطلب یہ ہے کہ اصلاح کے مسئلے کے لیے آبادی بہت جلد کنورج ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں سب آپٹیمل ہوتی ہے۔ اس تناظر میں، والدین کے حل، جینیاتی آپریٹرز کی مدد سے، ایسی اولاد پیدا کرنے کے قابل نہیں ہیں جو اپنے والدین سے بہتر ہوں، یا بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کریں۔ قبل از وقت کنورجنس ایک عام مسئلہ ہے جو عام طور پر ارتقائی الگورتھم اور خاص طور پر جینیاتی الگورتھم میں پایا جاتا ہے، کیونکہ یہ ایللیز کی ایک بڑی تعداد کے نقصان، یا کنورجنس کا باعث بنتا ہے، جس کے نتیجے میں کسی مخصوص جین کی تلاش کرنا بہت مشکل ہو جاتا ہے جس میں ایللیز موجود تھے۔ ایک ایلیل کو کھویا ہوا سمجھا جاتا ہے اگر، کسی آبادی میں، کوئی جین موجود ہو، جہاں تمام افراد اس مخصوص جین کے لیے یکساں قدر کا اشتراک کر رہے ہوں۔ ایک ایلیل، جیسا کہ ڈی جونگ نے بیان کیا ہے، ایک متغیر ایلیل سمجھا جاتا ہے، جب کسی آبادی کا 95 ٪ کسی خاص جین کے لیے یکساں قدر کا اشتراک کرتا ہے (کنورجنس بھی دیکھیں)۔ قبل از وقت ہم آہنگی کو روکنے کے لیے حکمت عملی جینیاتی تغیرات کو دوبارہ حاصل کرنے کے لیے حکمت عملی یہ ہو سکتی ہیں: ایک ملاپ کی حکمت عملی جسے زنک کی روک تھام کہا جاتا ہے، یکساں کراس اوور، اسی طرح کے افراد کی ترجیحی تبدیلی (قبل از انتخاب یا ہجوم)، اسی طرح کی فٹنس کے افراد کی تقسیم (فٹنس شیئرنگ)، آبادی کے سائز میں اضافہ۔ جینیاتی تغیر کو تغیر کے ذریعے بھی دوبارہ حاصل کیا جا سکتا ہے حالانکہ یہ عمل انتہائی بے ترتیب ہے۔ قبل از وقت ہم آہنگی کے خطرے کو کم کرنے کا ایک طریقہ یہ ہے کہ عام طور پر استعمال ہونے والی پینمیکٹک آبادی کے بجائے منظم آبادی کا استعمال کیا جائے، ذیل میں دیکھیں۔ قبل از وقت ارتکاز کے واقع ہونے کی شناخت اس بات کا تعین کرنا مشکل ہے کہ قبل از وقت ارتکاز کب ہوا ہے، اور مستقبل میں اس کی موجودگی کی پیش گوئی کرنا بھی اتنا ہی مشکل ہے۔ ایک اقدام اوسط اور زیادہ سے زیادہ فٹنس اقدار کے درمیان فرق کو استعمال کرنا ہے، جیسا کہ پٹنائک اور سرینیواس نے استعمال کیا ہے، پھر کراس اوور اور اتپریورتن کے امکانات کو تبدیل کرنے کے لیے۔ آبادی کا تنوع ایک اور پیمانہ ہے جسے مطالعات میں قبل از وقت ارتکاز کی پیمائش کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے۔ تاہم، اگرچہ یہ وسیع پیمانے پر قبول کیا گیا ہے کہ آبادی کے تنوع میں کمی براہ راست قبل از وقت ہم آہنگی کا باعث بنتی ہے، لیکن آبادی کے تنوع کے تجزیے پر بہت کم مطالعات کیے گئے ہیں۔ دوسرے لفظوں میں، آبادی کے تنوع کی اصطلاح استعمال کرتے ہوئے، قبل از وقت ہم آہنگی کو روکنے کے لیے مطالعے کی دلیل میں مضبوطی کا فقدان ہے، جب تک کہ یہ واضح نہ کیا جائے کہ آبادی کے تنوع کی ان کی تعریف کیا ہے۔ قبل از وقت کنورجنس کی وجوہات قبل از وقت کنورجنس کے واقع ہونے کی متعدد قیاس شدہ یا فرضی وجوہات ہیں۔ خود موافقت پذیر تغیرات ریچنبرگ نے ارتقاء کی حکمت عملیوں میں تغیرات کی تقسیم کے خود موافقت کا خیال متعارف کرایا۔ ریچنبرگ کے مطابق، ان تغیرات کی تقسیم کے کنٹرول پیرامیٹرز داخلی طور پر پہلے سے تعین کے بجائے خود موافقت کے ذریعے تیار ہوئے۔ انہوں نے اسے ارتقاء کی حکمت عملیوں کا 1/5 کامیابی کا اصول (1 + 1)-ES: مرحلہ سائز کنٹرول پیرامیٹر میں کسی عنصر سے اضافہ کیا جائے گا اگر ایک مقررہ مدت کے دوران مثبت تغیرات کی نسبتا تعدد 1/5 سے زیادہ ہو، اس کے برعکس اگر یہ 1/5 سے چھوٹا ہو۔ خود موافقت پذیر تغیرات قبل از وقت انضمام کی وجوہات میں سے ایک ہو سکتے ہیں۔ آپٹیما کا درست پتہ لگانے کو سیلف اڈاپٹو میوٹیشن کے ساتھ ساتھ اس آپٹیما کی تلاش کو تیز کرکے بڑھایا جا سکتا ہے۔ اسے وسیع پیمانے پر تسلیم کیا گیا ہے، حالانکہ اس کے طریقہ کار کی بنیاد کا ناقص مطالعہ کیا گیا ہے، کیونکہ یہ اکثر واضح نہیں ہوتا ہے کہ آیا آپٹیما مقامی طور پر یا عالمی سطح پر پایا جاتا ہے۔ خود موافقت کے طریقے عالمی ہم آہنگی کا سبب بن سکتے ہیں، بشرطیکہ انتخاب کے استعمال شدہ طریقے اشرافیہ کا استعمال کر رہے ہوں، نیز یہ کہ خود موافقت کا اصول اتپریورتن کی تقسیم میں مداخلت نہیں کرتا ہے، جس میں بے ترتیب ذیلی سیٹ کو مارتے وقت مثبت کم سے کم امکان کو یقینی بنانے کی خاصیت ہے۔ یہ سیٹ کے ساتھ غیر کنویکس آبجیکٹیو افعال کے لیے ہے جس میں غیر صفر پیمائش کی باؤنڈڈ نچلی سطح شامل ہوتی ہے۔ روڈولف کے ایک مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ اشرافیہ ارتقاء کی حکمت عملیوں کے درمیان خود موافقت کا طریقہ کار 1/5 کامیابی کے اصول سے ملتا جلتا ہے، اور یہ بہت اچھی طرح سے مقامی زیادہ سے زیادہ حد تک پکڑا جا سکتا ہے جس میں مثبت امکان شامل ہے۔ پینمیکٹک آبادی زیادہ تر ای اے غیر ساختہ یا پینمیکٹک آبادی کا استعمال کرتے ہیں جہاں بنیادی طور پر آبادی کا ہر فرد فٹنس کی بنیاد پر ساتھی کے انتخاب کا اہل ہوتا ہے۔ اس طرح، صرف قدرے بہتر فرد کی جینیاتی معلومات چند نسلوں کے اندر آبادی میں پھیل سکتی ہے، بشرطیکہ اس دوران کوئی بہتر دوسری اولاد پیدا نہ ہو۔ خاص طور پر نسبتا چھوٹی آبادیوں میں، یہ تیزی سے جینو ٹائپک تنوع کے نقصان کا باعث بن سکتا ہے اور اس طرح قبل از وقت ہم آہنگی کا باعث بن سکتا ہے۔ ایک معروف جوابی اقدام یہ ہے کہ آبادی کے متبادل نمونوں کی طرف رخ کیا جائے جو آبادی میں ذیلی ڈھانچے متعارف کراتے ہیں جو طویل عرصے تک جینو ٹائپک تنوع کو برقرار رکھتے ہیں اور اس طرح قبل از وقت ہم آہنگی کے رجحان کا مقابلہ کرتے ہیں۔ یہ مختلف ای اے جیسے جینیاتی الگورتھم، ارتقاء کی حکمت عملی، دیگر ای اے یا میمیٹک الگورتھم کے لیے دکھایا گیا ہے۔ حوالہ جات بھی دیکھیں ارتقاء کمپیوٹیشن ارتقاء ارتقاء حیاتیات ارتقاء الگورتھم جینیاتی الگورتھم