III. Hạn chế và thiếu sót:
2.Giải thuật đàn kiến:
Để biểu diễn mỗi cạnh (i,j) của đồ thị G =(N,A) ta dùng một biến gọi là τij gọi là vết mùi nhân tạo. Trong mô hình này đàn kiến gửi lại vết mùi pheromones trên cả hai đường đi: từ tổ đến nguồn thức ăn và quay trở lại tổ. Sự di chuyển này là một hành vi ứng xử cần thiết để có được sự hội tụ của đàn kiến hướng về nhánh ngắn.
Hành vi tìm kiếm đường đi của đàn kiến
Đàn kiến có 2 phương thức hoạt động là chọn đỉnh tiếp theo hoặc quay trở lại.
Một con kiến k tại một đỉnh i bất kì sử dụng vết mùi pheromones τij để tính xác suất chọn đỉnh j như sau:
Trong đó Nik là vùng lân cận của kiến k ở đỉnh i trong ACO, vùng lân cận của đỉnh i là tất cả các đỉnh kết nối trực tiếp đến đỉnh i trong đồ thị G =(N,A), ngoại trừ tất cả các đỉnh trước ( các đỉnh trước khi di chuyển đến đỉnh i của kiến).
Đường đi về tổ và sự cập nhập vết mùi
Khi đạt tới đỉnh đích, kiến thực hiện quá trình quay về tổ trên cùng con đường đến nguồn thực phẩm. Việc sử dụng một bộ nhớ rõ ràng cho phép một kiến bất kì có thể trở lại con đường mà nó đã đi trong khi tìm kiếm đến đích. Đàn kiến nhớ các đỉnh mà nó đi qua trong quá trình tìm nguồn thức ăn, cũng như các chi phí trên các cạnh đã qua nếu biểu đồ có trọng số. Trước khi bắt đầu quá trình quay về tổ, kiến sẽ loại bỏ những đường đi rơi vào tình trạng vòng lặp mà nó đã gặp phải trên đường đi tìm đến nguồn thức ăn.
Trong thời gian quay trở về tổ con kiến thứ k sẽ để lại một lượng ∆τk pheromones trên các cạnh mà nó đi qua. Trong đó, nếu kiến thứ k quay trở về tổ trên cạnh (i,j), thì giá trịτij pheromones sẽ thay đổi như sau:
τij ←τij +∆τ k
Một khía cạnh quan trọng vẫn là sự lựa chọn của ∆τk . Trong những trường hợp đơn giản nhất, giá trị của ∆τk là một hằng số cho tất cả các loài kiến.
Sự bay hơi của vết mùi pheromones
Vết mùi pheromones bay hơi có thể được coi như là một kỹ thuật thăm dò nhanh chóng của đàn kiến tìm điểm cực thuận tốt trên đường đi. Sau đó mỗi kiến thứ k di chuyển đến một đỉnh kế tiếp nào đó tuỳ theo hành vi tìm kiếm của kiến đã được mô tả ở trên, lượng bay hơi của pheromones được áp dụng theo công thức sau đây với tất cả các cung:
τij =(1-ρ)τij , □ (i,j) ∈ A , p ∈ (0,1)
Sau khi sự bay hơi pheromones đã được áp dụng cho tất cả các cạnh, số lượng heromones ∆τk sẽ được thêm vào các cạnh.
3. Ứng dụng:
Giải thuật đàn kiến áp dụng việc tìm đường ngắn nhất đi từ tổ đến nguồn thức ăn có thể được áp dụng vào bài toán tìm đường đi giữa 2 điểm bất kì của trạm xe bus được giới thiệu ở chương I.
Trên đồ thị G=(V,E) trong đó , V: Là các nút trên đồ thị, E là tập hợp đầy đủ các thành phần kết nối của V. Các vấn đề có điều kiện Ω(t) được đàn kiến tìm kiếm xây dựng lên. Các thành phần vi ∈V và các kết nối eij ∈E có thể lên kết với nhau ở vết mùi pheromones τ.
Giải thuật ACO có để được mô tả như sau:
ConstructAntsSolutions (Giải pháp xây dựng các loài kiến) là quản lý một đàn kiến xảy ra đồng thời và không đồng bộ của các vấn
đề cần xem xét của đàn kiến, bằng cách di chuyển qua các đỉnh bên cạnh của đồ thị GC.
UpdatePheromones (Cập nhật pheromones) là quá trình mà vết mùi pheromones được sửa đổi. .
DaemonActions (Những hành động) thủ tục được sử dụng để thực hiện những hành động tập trung mà điều này không thể thực hiện bởi những con kiến riêng lẻ.