Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An artificial immune system for the identification of polymer materials based on near infrared (NIR) spectra

Rabiej M., Biniaś W.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 7-8

575--579

EN

This work presents an immune algorithm elaborated for the identification of polymers based on their NIR spectra. It uses the mechanisms and rules typical of natural immune systems. The identification of a polymer consists of a comparison of its NIR spectrum with reference spectra contained in a database. The algorithm acts in two stages. In the first stage, it compares the positions of the main absorption bands in the investigated spectrum with those of spectra from the database. Based on this comparison, the most similar reference spectra are selected. In the second stage, the shape of the numerical derivative of the investigated spectrum is compared with the shapes of the derivatives of the reference spectra selected in the first stage. Our investigations have shown that the algorithm is very effective and reliable. The algorithm can be used both for the identification of polymers in large databases and for the protection of such databases from an uncontrolled expansion.

PL

W pracy przedstawiono sztuczny system immunologiczny, należący do metod sztucznej inteligencji, przeznaczony do identyfikacji polimerów na podstawie ich widm w bliskiej podczerwieni (NIR). Analiza widm polega na porównaniu zgodności nieznanego widma z widmami zapisanymi w bazie danych, przy użyciu odpowiedniego algorytmu. Struktura algorytmu i działanie poszczególnych procedur naśladują strukturę naturalnego układu immunologicznego. Podobnie jak w naturalnych systemach, identyfikacja jest dokonywana na dwóch etapach. W pierwszym etapie przeprowadzana jest wstępna selekcja widm, realizowana za pomocą procedury odpowiadającej działaniu limfocytu T. Do wykonania tego zadania zastosowano filtry cyfrowe i pochodne numeryczne. W drugim etapie uruchamiana jest procedura odpowiadająca działaniu limfocytu B, której zadaniem jest wybranie spośród wyselekcjonowanych widm takiego, którego pochodna ma kształt najbardziej zbliżony do kształtu pochodnej nieznanego widma. W tym celu algorytm dzieli porównywane pochodne widm (antygen i przeciwciało) na małe fragmenty, czyli paratopy i epitopy, dla każdego z nich oblicza wskaźniki podobieństwa, takie jak: współczynnik determinacji (R2), współczynnik Kendalla (t), stosunek pól pod krzywymi (A), średni błąd względny (W) oraz sumę kwadratów różnic pochodnych. Na podstawie tych miar ocenia stopień dopasowania kolejnych paratopów i epitopów, a następnie stopień dopasowania antygenu i przeciwciała oraz poziom stymulacji. Zamiast klonowania i hipermutacji algorytm wykonuje lokalne przeszukiwanie każdego pasma widma. Widma, dla których stopień dopasowania przekroczy zadany próg są rozwiązaniem zadania. Przeprowadzone testy wykazały wysoką efektywność i niezawodność opracowanego algorytmu. Algorytm może służyć do identyfikacji polimerów w dużych bazach danych, a także do zabezpieczania baz danych przed wprowadzeniem kilku widm tego samego polimeru.

2

Algorytm immunologiczny w optymalizacji wielokryterialnej konstrukcji

Krenich S.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

6041-6048

PL

Artykuł prezentuje algorytm immunologiczny dla zadań optymalizacji wielokryterialnej. Algorytm oparto o mechanizm swoistej adaptacyjnej reakcji obronnej organizmu człowieka i kręgowców na chorobotwórcze drobnoustroje. Opracowano i zaimplementowano algorytm wielowątkowy, który dla każdego kryterium optymalizacyjnego realizuje niezależne przebiegi, a po ich zakończeniu łączy najlepsze wygenerowane rozwiązania z poszczególnych wątków w nowej populacji. Ogólna idea algorytmu polega na szybkim lokalnym przyroście liczebności komórek (potencjalnych rozwiązań) w najbardziej obiecujących obszarach przestrzeniu rozwiązań. Elementy przeszukiwanej przestrzeni rozwiązań traktowane są jako patogeny, a rozwiązania jako przeciwciała. Wykorzystano selekcję klonalną, operator wiekowania oraz hipermutację niejednorodną odpowiedzialną za dokładne lokalne dostrajanie się algorytmu. Algorytm przetestowano na przykładzie mechanizmu dźwigniowego chwytaka przemysłowego. Problem rozpatrywano jako dwukryterialny, ciągły i całkowitoliczbowy. Uzyskane wyniki wskazują, że algorytm immunologiczny może być efektywnym narzędziem optymalizacji wielokryterialnej problemów nieliniowych z ograniczeniami.

EN

The paper presents an immune algorithm for multi-criteria optimization tasks. The algorithm is based on the mechanism of specific adaptive defense reaction of the human body to pathogens. A multi-thread algorithm was developed and implemented. The algorithm consist in independent runs, separately for each criterion and after their completion combines the best solutions generated from individual threads in the new population. The general idea of the algorithm is based on a fast local increase of cell numbers (potential solutions) in the most promising areas of solution domain. Elements of the search space are regarded as pathogens, and the solutions as antibodies. A clonal selection, aging operator and non-uniform hypermutation are used. The algorithm has been tested on the example of an industrial gripper mechanism. The problem was considered as a two-criteria task for continuous and integer decision variables. The results indicate that the immune algorithm can be an effective tool for nonlinear multi-criteria optimization with constraints.

3

Two types of parameterization of mass density distribution during immune optimization of the 3D structure

Poteralski A.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2014

|

Vol. 13, nr 2

105--117

EN

The paper is devoted to an application of the immune algorithm and the finite element method for generation of 3D structures using two different types of parameterization and comparing the final results. The shape, topology and material of the structure are generated for optimization criterion like minimum of the mass of the structure. Two different interpolation functions like: multinomial interpolation and interpolation based on the neighbourhood of elements are used. The purpose of these procedures is appropriate selection of mass densities.

4

Algorytmy immunologiczne w szeregowaniu zadań produkcyjnych

Skołud B., Wosik I.

Zarządzanie Przedsiębiorstwem

|

2008

|

Vol. 11, nr 1

47-56

EN

It is important to shorten time of new production order at-tending, time of production process and to improve productivity and to execute the total production programme. Scheduling problem is one of the major issues on the quick response to continuously changing customers' demands. In the paper, the Multi Objective Immune Algorithm (MOIA) for scheduling problems is proposed. The goal of MOIA is to generate a Pareto curve that enables the decision-maker to make explicit trade-offs between conflicting objective functions. The decision-maker can use two, three or four criteria in optimisation process: makespan minimization; total tardiness minimization; total flow time minimization; total idle time of machines minimization. The decision-maker is released from his obligation to have knowledge about used criteria and their interactions in process of objective functions' weights defining. MOIA reaches one most suitable solution from Pareto-optimal solutions set. In order to find best searching strategy of best schedule various researches were made. MOIA has been used for solving flow shop, job shop and open job shop scheduling problems. The production system can deal with sequence dependent setup times or normal setup times, and production batch flow can be parallel or combination of the series flow and parallel flow. MOIA reaches compromise solutions for contradictive criteria of scheduling problems in short period of time.

5

An application of evolutionary and immune algorithms for the optimisation of packing a diversified set of packets on a pallet

Mrówczyńska B.

Problemy Eksploatacji

|

2008

|

nr 4

137-145

EN

This paper deals with an application of evolutionary and immune algorithms to load a diversified set of packages on a pallet in fully automated warehouses, where workers will be substituted by mobile robots. There are some problems in semi-automated warehouses, where new workers do not have enough experience to know how to distribute packages on pallet. The aim of this work was to formulate the problem of loading a diversified set of packages on a pallet both in evolutionary and immune algorithms. The evolutionary algorithm is inspired by natural evolution. It searches for a solution in the evolution way. The artificial immune system is based on immunology principles. The adaptive immune system helps to recognise and respond to any microbe that has never attacked the body. The presented algorithm of the immune optimisation uses part of this immune system.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono zastosowanie algorytmu ewolucyjnego i algorytmu immunologicznego do optymalizacji załadunku palety różnorodnymi towarami. Automatyzacja załadunku jest potrzebna zarówno w całkowicie zautomatyzowanych magazynach, obsługiwanych przez mobilne roboty, jak i w częściowo zautomatyzowanych, ale z dużą fluktuacją zatrudnienia operatorów wózków widłowych, co powoduje zatrudnianie ciągle nowych, niedoświadczonych w pakowaniu palet pracowników. W artykule zostało sformułowane zadanie optymalizacji. Zadanie należy do NP trudnych. Przedstawiono dwie metody rozwiązania: algorytmy ewolucyjne oraz algorytmy immunologiczne. Obie metody należą do metod sztucznej inteligencji. Pierwsza z nich poszukuje rozwiązania w sposób naśladujący naturalną ewolucję. W drugiej do znalezienia rozwiązania wykorzystuje się metody, w jaki żywy organizm identyfikuje przeciwciała.

6

The influence of some controlling parameters on the efficiency of an immune algorithm

Kimaczyńska A., Kimaczyński S., Rohatyński R.

Diagnostyka

|

2006

|

nr 2(38)

61-64

EN

In the paper the influence of the probability of the mutation and size of population on the efficiency of the immune algorithm is considered. The influence was investigated on a simple knapsack problem example. A remarkable lack of the results repeatability was observed. To quantitative description of this phenomenon statistical measures were applied. The best combinations of the parameter values of the immune algorithm were found by means of the full plan of numerical experiments.

PL

W artykule opisano badania wpływu prawdopodobieństwa mutacji i liczebności populacji na skuteczność algorytmu immunologicznego. Jako przykładowe zadanie systemu immunologicznego wybrano problem plecakowy. Zaobserwowano brak powtarzalności wyników. Do opisu tego zjawiska zastosowano ujęcie statystyczne. Doświadczalnie określono najlepszą kombinację wartości parametrów algorytmu immunologicznego.

7

Zastosowanie iteracyjnych metod przeszukiwania do wyznaczania wielkości partii współbieżnej produkcji wieloasortymentowej

Skołud B, Wosik I.

Inżynieria Maszyn

|

2005

|

R. 10, z. 3

95-107

PL

W systemach współbieżnej produkcji wieloasortymentowej trudność sprawia dobór asortymentu do jednoczesnego wykonania oraz dobór liczności partii produkcyjnych dla poszczególnych zadań. Kryterium, które decyduje o tej wartości jest maksymalne wykorzystanie dysponowanych zdolności produkcyjnych, tj. efektywność wykorzystania maszyn, urządzeń, personelu. W artykule przedstawiono możliwość rozwiązania problemu doboru wielkości partii z zastosowaniem dwóch metod: iteracyjnej metody przeszukiwania lokalnego oraz metody przeszukiwania populacyjnego. W pierwszym przypadku zastosowano algorytm największego wzrostu w połączeniu z mechanizmem tworzenia komórek obronnych układu odpornościowego. W drugim przypadku przedstawiono algorytm selekcji immunologicznej, wykorzystujący mechanizmy selekcji, preselekcji i zatłoczenia. Dla każdego algorytmu przeprowadzono symulację, porównano wyniki i wyciągnięto wnioski.

EN

The complexity of concurrent, multiassortment production systems lies in the difficulty of the choice of elements for simultaneous production and batch sizing the particular task. The criterion of maximum utilization of production resources (machines, devices and staff) decides about the batch size. The possibility of two methods: local and population searching methods for production butch size estimation is depicted in the paper. Hill climbing algorithm connected with mechanism of defense cell creation, witch takes place in mammal immune system is used in the first method. The possibility of immune clonal selection algorithm using cloning, pre-selection and overcrowding mechanisms for production batch size estimation is also shown in the paper. The elaborated methods, algorithms of batch size estimation problem, and results of computer simulations are presented.