فرض کنید که قرار است درجه حرارت یک محل را تنظیم کنیم، به نحوی که یک معیار (مثلا میزان مطرف انرژی) بهینه شود. اگر فقط تنظیم درجه حرارت در یک زمان به خصوص مد نظر باشد، مسأله چندان سخت نیست. اما اگر هدف ار حل مسأله، تنظیم درجه حرارت در تمام ساعات شبانه روز (بهتر است بگوییم در هر لحظه از شبانه روز) باشد، چه؟ 

این مسأله دارای بعد بینهایت است. زیرا ما باید درجه حرارت را برای هر لحظه از شبانه روز تعیین کنیم و می دانیم که تعداد این لحظات، بی نهایت است. البته فرض می کنیم که در این اطراف، کسی که به فیزیک کوانتومی معتقد است، حضور ندارد. (این جمله آخر چندان جدی نبود.)

مسأله طراحی مسیر حرکت یک روبات از یک مبدأ مشخص تا یک مقصد مشخص نیز، دارای بی نهایت متغیر مجهول است. زیرا در تمام بازه زمانی حرکت، قطعا این روبات در جایی از فضا حضور دارد و دارای مختصات است و هدف ما از حل مسأله، پیدا کردن مختصاتی برای روبات در تمام لحظات است، که اولا ما را از مبدأ مورد نظر تا مقصد مشخصی برساند، و ثانیا یک معیار (مثلا طول مسیر و یا انرژی مصرفی بریا حرکت) را بهینه کند. بسیاری از مسائلی که در حوزه مهندسی کنترل، روبانیک و مکاترونیک مطرح می شوند، دارای ابعاد بی نهایت هستند و باید به نحوی آن ها را تبدیل به مسائلی با بعد محدود کرد.

یکی از رویکردها برای حل چنین مسائلی، پارامتریزه کردن منحنی توصیف کننده مسیر و پیدا کردن مقادیر بهینه پارامترهای آن است. در این فیلم آموزشی، مسأله طراحی مسیر با استفاده از این تکنیک، و توسط الگوریتم PSO حل شده است. این روش می تواند برای سایر مسائل نیز مورد استفاده قرار بگیرد که نمونه ای از آن ها، در فیلم مورد اشاره قرار گرفته اند.

الگوریتم PSO یکی از مهم ترین الگوریتم های بهینه سازی هوشمند است که در حوزه هوش ازدحامی (Swarm Intelligence) جای می گیرد. این الگوریتم، توسط جیمز کندی و راسل سی ابرهارت در سال ۱۹۹۵ معرفی گردید، و با الهام از رفتار اجتماعی حیواناتی چون ماهی ها و پرندگان که در گروه هایی کوچک و بزرگ کنار هم زندگی می کنند، طراحی شده است. در الگوریتم PSO، اعضای جمعیت جواب ها، به صورت مستقیم با هم ارتباط دارند و از طریق تبادل اطلاعات با یکدیگر و یادآوری خاطرات خوب گذشته، به حل مسأله می پردازند. الگوریتم PSO برای انواع مسائل پیوسته و گسسته مناسب است و پاسخ های بسیار مناسبی برای مسائل بهینه سازی مختلف داده است.

 

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این فیلم آموزشی، لطفا بر روی لینک ادامه مطلب کلیک کنید.

 

فرض کنید که قرار است درجه حرارت یک محل را تنظیم کنیم، به نحوی که یک معیار (مثلا میزان مطرف انرژی) بهینه شود. اگر فقط تنظیم درجه حرارت در یک زمان به خصوص مد نظر باشد، مسأله چندان سخت نیست. اما اگر هدف ار حل مسأله، تنظیم درجه حرارت در تمام ساعات شبانه روز (بهتر است بگوییم در هر لحظه از شبانه روز) باشد، چه؟

این مسأله دارای بعد بینهایت است. زیرا ما باید درجه حرارت را برای هر لحظه از شبانه روز تعیین کنیم و می دانیم که تعداد این لحظات، بی نهایت است. البته فرض می کنیم که در این اطراف، کسی که به فیزیک کوانتومی معتقد است، حضور ندارد. (این جمله آخر چندان جدی نبود.

مسأله طراحی مسیر حرکت یک روبات از یک مبدأ مشخص تا یک مقصد مشخص نیز، دارای بی نهایت متغیر مجهول است. زیرا در تمام بازه زمانی حرکت، قطعا این روبات در جایی از فضا حضور دارد و دارای مختصات است و هدف ما از حل مسأله، پیدا کردن مختصاتی برای روبات در تمام لحظات است، که اولا ما را از مبدأ مورد نظر تا مقصد مشخصی برساند، و ثانیا یک معیار (مثلا طول مسیر و یا انرژی مصرفی بریا حرکت) را بهینه کند. بسیاری از مسائلی که در حوزه مهندسی کنترل، روبانیک و مکاترونیک مطرح می شوند، دارای ابعاد بی نهایت هستند و باید به نحوی آن ها را تبدیل به مسائلی با بعد محدود کرد.

یکی از رویکردها برای حل چنین مسائلی، پارامتریزه کردن منحنی توصیف کننده مسیر و پیدا کردن مقادیر بهینه پارامترهای آن است. در این فیلم آموزشی، مسأله طراحی مسیر با استفاده از این تکنیک، و توسط الگوریتم PSO حل شده است. این روش می تواند برای سایر مسائل نیز مورد استفاده قرار بگیرد که نمونه ای از آن ها، در فیلم مورد اشاره قرار گرفته اند

الگوریتم PSO یکی از مهم ترین الگوریتم های بهینه سازی هوشمند است که در حوزه هوش ازدحامی (Swarm Intelligence) جای می گیرد. این الگوریتم، توسط جیمز کندی و راسل سی ابرهارت در سال ۱۹۹۵ معرفی گردید، و با الهام از رفتار اجتماعی حیواناتی چون ماهی ها و پرندگان که در گروه هایی کوچک و بزرگ کنار هم زندگی می کنند، طراحی شده است. در الگوریتم PSO، اعضای جمعیت جواب ها، به صورت مستقیم با هم ارتباط دارند و از طریق تبادل اطلاعات با یکدیگر و یادآوری خاطرات خوب گذشته، به حل مسأله می پردازند. الگوریتم PSO برای انواع مسائل پیوسته و گسسته مناسب است و پاسخ های بسیار مناسبی برای مسائل بهینه سازی مختلف داده است.

 

 

 

اهم مطالب و سرفصل های مورد بحث در این فیلم آموزشی عبارتند از:

• بیان چند نمونه از مسائلی که مجهول مورد سئوال در آن ها توابع هستند و بی نهایت متغیر دارند
  • تخمین تابع
  • طراحی مسیر انواع روبات
  • کنترل بهینه حلقه باز سیستم های دینامیکی
• شیوه های تبدیل مسائل دارای بعد بی نهایت به مسائل با بعد محدود
• بیان مسأله طراحی مسیر یا Path Planning
• ارائه راه حل برای مسأله طراحی مسیر به صورت اسپلاین
• شیوه تعریف اسپلاین در محیط متلب
• حل مسأله طراحی مسیر حرکت روبات با استفاده از الگوریتم PSO در محیط متلب
• اضافه کردن مانع به مدل مسأله طراحی مسیر
• نمایش گرافیکی نتایج حاصل از طراحی مسیر
• طرح پیشنهادهایی برای توسعه مسأله طراحی مسیر

 

برای مشاهده جزئیات و تهیه آموزش فرادرس طراحی مسیر یا Path Planning با استفاده از PSO به این لینک (+) مراجعه نمایید.

 

 

توجه: برای آموزش مباحث تئوری و عملی مربوط به الگوریتمPSO می توانید از محصول MVRPS9011AB استفاده نمایید. اطلاعات مربوط به این محصول را می توانید از این لینک (+) دریافت نمایید.