139
Sürü zekâsında yeni bir yaklaşım: Kuş sürüsü algoritması
genellikle alarm çağrıları vermektedirler
(Pulliam, 1973). Bu yüzden bütün grup aceleyle
hareket etmektedir. Sürüdeki kuşların yalnız
olan kuştan potansiyel bir tehdidi daha iyi
hissetme sansına sahip olduğu mantıklı bir
şekilde sonuçlanmıştır. Grup boyutundaki bir
artış ile bireysel uyanıklıkta azalma birçok kuşta
oldukça yaygındır (Ekman, 1987). Başka bir
deyişle, bir kuş yırtıcı bir hayvan tarafından
artan
saldırıya
uğrama
riskinden
etkilenmeksizin grup büyüklüğü arttıkça besin
aramada daha fazla zaman
harcayabilmektedirler
(Beauchamp, 1998;
Roberts, 2003).
Bir grubun çevresindeki kuşların avcılar
tarafından
saldırıya
uğrama
şansı,
merkezdekilerden daha fazladır. Çalışmalar
sürünün merkezindeki besin arayışında bulunan
hayvanların avcılar tarafından saldırıya
uğradıklarında kendilerini korumak için
komsularına hareket edebilir fikrini önermiştir
(Pulliam, 1973). Her kuş, sürünün merkezine
doğru hareket etmeye çalışabilmektedir. Çünkü
onu algılayabilmektedirler. Fakat bu hareketin,
kuş sürüleri arasında oluşan rekabetten
etkilenme olasılığı vardır (Beauchamp, 2003).
Bu yüzden kuşlar sürünün merkezine doğru,
doğrudan hareket etmeyebilirler.
Kuşlar açıkçası besin aramak için ya da
avcılardan kaçmak için diğer yönlere
uçabilmektedir. Yeni bir yere vardıktan sonra
yeniden yiyecek aramak istemektedirler. Burada
sürüden beslenen kuşlarda üretme ve
bedavacılığın var olduğu gözlenmektedirler.
Üreticiler aktif bir şekilde yiyecek arayışında
bulunurken bedavacılar sadece üreticiler
tarafından bulunan yiyeceklerden beslenirler
(Barnard ve Sibly, 1981; Giraldeau ve Caraco,
2000). Bireyler genellikle alternatif davranış
stratejileri kullanabilmekte ve üretim ve
bedavacılık
yapma
arasında
seçim
yapabilmektedirler (Liker ve Barta, 2002;
Johnson vd., 2001; Barta ve Giraldeau, 2000).
Çalışmalar yüksek rezervli biri üretici olurken
küçük rezervli kuşların sık sık bedavacı
olabileceğini, düşünmektedir
(Barta ve
Giraldeau, 2000).
Sürüden beslenen kuşlar için sosyal davranışlar
sosyal bir hayvanın hayatta kalabilmesi için bir
avantaj sağlamaktadır (Sirot, 2006). Her kuş
optimum hayatta kalma ve iyi yem arama
verimliliğini
elde
etmek
için
sosyal
etkileşimlerden faydalanabilmektedir.
Yukarıda belirtilen sosyal davranışlar aşağıdaki
gibi
bazı
idealize
edilmiş
kurallarla
basitleştirilmiştir (Meng vd., 2016).
Kural 1: Her kuş uyanıklık davranışı ve besin
arama davranışı arasında geçiş yapabilir. Kuş
ister yemlesin ister uyanık kalsın, bu bir
stokastik karar olarak modellenmiştir.
Kural 2: Besin ararken her kuş deneyimlerini
hemen kaydetmeli ve onun önceki en iyi
deneyimini ve sürülerin önceki gıda yönü
hakkında en iyi deneyimini güncellemelidir. Bu
deneyim aynı zamanda yiyecek arayışı için de
kullanabilmektedir. Sosyal bilgiler bütün sürüler
arasında anında paylaşılmaktadır.
Kural 3: Uyanık tutulduğunda her kuş sürünün
merkezine doğru hareket etmeye çalışacaktır.
Bu davranış sürü arasındaki rekabet ile uyarılan
müdahaleden etkilenebilmektedir. Daha yüksek
rezervli kuşların sürünün merkezine daha düşük
rezervli olanlara göre daha yakın olması daha
muhtemeldir.
Kural 4: Kuşlar periyodik bir şekilde başka bir
yöne uçmaktadırlar. Başka yöne uçtuklarında
kuşlar sık sık üretim ve bedavacılık arasında
geçiş yapabilmektedirler. En düşük rezervli kuş
bedavacı olabilirken en yüksek rezervli kuş bir
üretici olabilmektedir. En yüksek ve en düşük
rezervli kuşlar arasındaki diğer rezervli kuşlar
rastgele
üretici
ve
bedavacı
olmayı
seçmektedirler.
Kural 5: Üreticiler aktif bir şekilde yiyecek
ararken, bedavacılar rastgele bir üreticiyi takip
ederek yiyecek aramaktadırlar.
Verilen bu kurallar sözlü olarak formüle
edildiğinde kesin matematiksel model ile yeni
metasezgisel algoritma geliştirilmiştir. KSA’nın
temel akış diyagramı Şekil 3’te gösterilmiştir.
140
E. Varol, B. Alataş
N çözümleri ve ilgili parametreleri başlat
Uçacak mı?
Besin arayacak mı?
Uyanık kalma
Hayır
Hayır
Üretici mi?
Evet
Bedavacı: üreticiyi takip ederek
besin arama
Hayır
Yiyecek için besin arama
Evet
Yeni yiyecek yolu arama
Evet
Yeni çözümlerin uygunluk
değerlendirmesi
Çözümlerin güncellenmesi
Ulaşılan kriterde
durdu mu?
Süreç sonuçları
Evet
Hayır
Şekil 3. KSA’nın akış diyagramı (Meng vd., 2016)
Tüm N sanal kuşlar, onların pozisyonları
tarafından tasvir edilen
t zaman adımında
x
i
t
(iЄ[1,……N]) d boyutlu uzayda uçmakta ve
besin için yiyecek aramaktadır.
a) Besin Arama Davranışı
Her kuş kendi tecrübe ve sürülerin
deneyimlerine göre yemek aramaktadır. Kural 2
denklem (1)’deki gibi ifade edilmektedir.
????????????
????????????????????????
????????????+1
= ????????????
????????????????????????
????????????
+ (????????????
????????????????????????
− ????????????
????????????????????????
????????????
) × ???????????? × ????????????????????????????????????????????????(0, 1) +
(????????????
????????????
− ????????????
????????????????????????
????????????
) × ???????????? × ????????????????????????????????????????????????(0, 1) (1)
Burada jЄ[1,…..D] rand(0,1) 0 ile 1 arasındaki
bağımsız eşit dağıtılmış sayıları temsil
etmektedir. d boyut, i kuş sayısı, t iterasyon, c
ve s sırasıyla bilişsel ve sosyal hızlandırılmış
katsayılar olarak adlandırılan iki pozitif sayıdır.
????????????
????????????????????????
????????????
, i. kuşun j. boyutunun t. anındaki
pozisyonunu ifade etmektedir. p
i,j
i. kuşun en
eski konumu ve g
j
sürü tarafından paylaşılan en
eski pozisyondur.
Kolaylık olması açısından Kural 1 stokastik bir
karar olarak formüle edilmiştir. Eğer 0 ile 1
arasında düzgün bir rastgele sayı PЄ[0,1] sabit
değerinden daha küçükse, kuş yiyecek için besin
arayışında olur. Aksi takdirde kuşun uyanıklığı
devam eder.
b) Uyanıklık Davranışı
Kural 3 göz önüne alındığında, kuşlar sürünün
merkezine hareket etmeye çalışmaktadır ve
kaçınılmaz bir şekilde birbirileriyle rekabet
halinde olmaktadır. Bu yüzden her kuşun