Modelos de adaptação ao longo da vida

Até agora neste tutorial, tudo o que discutimos corresponde ao modelo darwiniano de evolução - seleção natural e variação genética por meio de recombinação e mutação. Na natureza, apenas as informações contidas no genótipo do indivíduo podem ser transmitidas para a próxima geração. Esta é a abordagem que temos seguido no tutorial até agora.

No entanto, outros modelos de adaptação para a vida - Lamarckian Model e Baldwinian Modeltambém existem. É de notar que qualquer modelo que seja o melhor, está aberto para debate e os resultados obtidos pelos pesquisadores mostram que a escolha da adaptação ao longo da vida é altamente específica para o problema.

Freqüentemente, hibridizamos um GA com pesquisa local - como em Algoritmos Meméticos. Nesses casos, pode-se escolher ir com o modelo lamarckiano ou baldwiniano para decidir o que fazer com os indivíduos gerados após a busca local.

Modelo Lamarckiano

O modelo lamarckiano diz essencialmente que as características que um indivíduo adquire durante a vida podem ser passadas para sua descendência. Recebeu o nome do biólogo francês Jean-Baptiste Lamarck.

Mesmo assim, a biologia natural desconsiderou completamente o lamarckismo, pois todos sabemos que apenas a informação do genótipo pode ser transmitida. No entanto, do ponto de vista da computação, foi demonstrado que a adoção do modelo Lamarckiano dá bons resultados para alguns dos problemas.

No modelo lamarckiano, um operador de busca local examina a vizinhança (adquirindo novas características) e, se um cromossomo melhor for encontrado, ele se torna o descendente.

Modelo Baldwiniano

O modelo baldwiniano é uma ideia intermediária que leva o nome de James Mark Baldwin (1896). No modelo Baldwin, os cromossomos podem codificar uma tendência de aprendizado de comportamentos benéficos. Isso significa que, ao contrário do modelo lamarckiano, não transmitimos os traços adquiridos para a próxima geração, e também não ignoramos completamente os traços adquiridos como no modelo darwiniano.

O Modelo Baldwin está no meio desses dois extremos, em que a tendência de um indivíduo de adquirir certas características é codificada, e não as próprias características.

Nesse modelo baldwiniano, um operador de busca local examina a vizinhança (adquirindo novas características) e, se um cromossomo melhor for encontrado, ele apenas atribui a aptidão aprimorada ao cromossomo e não modifica o próprio cromossomo. A mudança no fitness significa a capacidade dos cromossomos de “adquirir o traço”, mesmo que não seja passado diretamente para as gerações futuras.