Algoritmos genéticos: mutación
Introducción a la mutación
En términos simples, la mutación se puede definir como un pequeño ajuste aleatorio en el cromosoma para obtener una nueva solución. Se usa para mantener e introducir diversidad en la población genética y generalmente se aplica con baja probabilidad -pm. Si la probabilidad es muy alta, la GA se reduce a una búsqueda aleatoria.
La mutación es la parte de la AG que está relacionada con la "exploración" del espacio de búsqueda. Se ha observado que la mutación es esencial para la convergencia del GA mientras que el cruce no lo es.
Operadores de mutación
En esta sección, describimos algunos de los operadores de mutación más utilizados. Al igual que los operadores cruzados, esta no es una lista exhaustiva y el diseñador de GA podría encontrar más útil una combinación de estos enfoques o un operador de mutación específico del problema.
Mutación Bit Flip
En esta mutación de cambio de bits, seleccionamos uno o más bits aleatorios y los volteamos. Se utiliza para GA codificados en binario.
Restablecimiento aleatorio
El restablecimiento aleatorio es una extensión del cambio de bits para la representación de números enteros. En este, se asigna un valor aleatorio del conjunto de valores permitidos a un gen elegido al azar.
Mutación de intercambio
En la mutación de intercambio, seleccionamos dos posiciones en el cromosoma al azar e intercambiamos los valores. Esto es común en codificaciones basadas en permutación.
Mutación Scramble
La mutación Scramble también es popular entre las representaciones de permutación. En este, de todo el cromosoma, se elige un subconjunto de genes y sus valores se mezclan o se mezclan aleatoriamente.
Mutación de inversión
En la mutación de inversión, seleccionamos un subconjunto de genes como en la mutación scramble, pero en lugar de barajar el subconjunto, simplemente invertimos la cadena completa en el subconjunto.