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Découverte de Classes dans des Données Numériques par Hybridation d’une Colonie de Fourmis avec les Centres Mobiles. D. Steinberg, N. Monmarché, M. Slimane, G. Venturini. Laboratoire d’Informatique de l’Université de Tours E3i, 64 Av. J. Portalis, 37 200 Tours - PowerPoint PPT Presentation
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21-23 septembre 1998 SFC 98 1
Découverte de Classes dans des Données Numériques par Hybridation
d’une Colonie de Fourmis avec les Centres Mobiles
D. Steinberg, N. Monmarché, M. Slimane, G. Venturini
Laboratoire d’Informatique de l’Université de Tours
E3i, 64 Av. J. Portalis, 37 200 Tours
monmarche,slimane,venturini@univ-tours.fr
C. Guinot
CERIES, 20 rue Victor Noir, 92000 Neuilly sur Seine Cédex
21-23 septembre 1998 SFC 98 2
Classification et Fourmis
Hybridation avec les centres mobiles
Résultats
Découverte de Classes dans des Données Numériques par Hybridation d’une
Colonie de Fourmis avec les Centres Mobiles
SFC 98 321-23 septembre 1998
Fourmis Artificielles
• Origines biologiques
• Atouts : • Parallélisme, Gestion locale des agents
• Communication indirecte par l’environnement (stigmergie)
• Méthodes auto-catalytiques
• Emergence de comportements
SFC 98 421-23 septembre 1998
Fourmis Artificielles
• Optimisation combinatoire (PVC, QAP...) et numérique.
• Robotique distribuée
• Simulation, SMA
21-23 septembre 1998 SFC 98 5
Classification non supervisée
Ensemble D de n individus de dimension k
trouver le nombre et la composition des classes
SFC 98 621-23 septembre 1998
Classification par colonie de fourmis
• Individus = objets manipulés par des fourmis
• Objets et fourmis disséminés sur un échiquier 2D
• Les fourmis se déplacent et manipulent les objets• prise d’objets
• dépôt d’objets
• Rassemblement d’au moins deux objets : tas
21-23 septembre 1998 SFC 98 7
Algorithme de classification par colonie de fourmis
Pour chaque itération
Faire Pour chaque fourmi F
Faire déplacer F
Si ( F ne porte pas d’objet )
Alors Scruter les cases adjacentes et faire, si possible, UNE des actions suivantes :
Prendre un objet seul
Prendre un des objets d’un tas de 2
Prendre l’objet le plus dissimilaire d’un tas de plus de 2 objets
Sinon /* F porte un objet O */
Scruter les cases adjacentes et faire, si possible, UNE des actions suivantes :
Poser O sur une case vide
Poser O sur un objet seul
Poser O sur un tas
21-23 septembre 1998 SFC 98 8
Création de tas
• d1>0.1Dmax
• d2<0.1Dmax
21-23 septembre 1998 SFC 98 9
Ajout d’objets à un tas
SFC 98 1021-23 septembre 1998
Améliorations
• Populations hétérogènes
• Mémoires
• Distances
• Prise en compte des valeurs manquantes
SFC 98 1121-23 septembre 1998
Centres mobiles
• Entrée : partition de départ• Algorithme convergent vers un optimum local• Problème du choix de la partition de départ
complémentaire de la colonie de fourmis
21-23 septembre 1998 SFC 98 12
Algorithme des centres mobiles
Pour toute itération :
• Affecter tout objet à la classe la plus proche
• Recalculer les centres de gravité
1 2 3
SFC 98 1321-23 septembre 1998
Classification sur les tas
• Les fourmis se déplacent et peuvent• prendre un tas
• poser un tas sur une case vide
• poser un tas sur un autre tas
convergence vers un nombre de classes stable
SFC 98 1421-23 septembre 1998
Forme finale
• Fourmis sur les objets
• Centres mobiles
• Fourmis sur les tas
• Centres mobiles
• Classification initiale
• réduction de la dimension du problème
• Homogénéisation des résultats
• Convergence du nombre de classes
• Homogénéisation des résultats
SFC 98 1521-23 septembre 1998
Approche hiérarchique
FourmisObjets
CentresMobiles
FourmisTas
CentresMobiles
Données Objetsrassemblés
en tas
Tas "corrigés"
Tasrassemblés
Partition
SFC 98 1621-23 septembre 1998
Paramètres d’une fourmi
• Seuil de création de tas (0.05-0.20)
• Rassemblement de tas (0.05-0.20)
• Vitesse (3-7)
• Maintien de direction (0.5-0.9)
• Avidité objet (0.4-0.8)
• Destruction de tas (0.1-0.4)
SFC 98 1721-23 septembre 1998
•Nombre de fourmis (20)
•Itérations Objets (2000)
•Itérations centres mobiles 1 (10)
•Itération tas (50000)
•Itérations centres mobiles 2 (10)
•Distance (Euclidienne/Minkowski)
•Mémoires (Oui/Non)
•Valeur manquantes (Remplaçées/Ignorées)
Paramètres généraux
SFC 98 1821-23 septembre 1998
Résultats 1
SFC 98 1921-23 septembre 1998
Résultats 2
DonnéesNb Indiv
Nb Dim
Nb Classe
Nb Trouvée
Erreur
Wine 178 13 3 3,06 4,12Glass 214 9 2 7,7 4,31Soybean 47 21 4 4,82 0,18Soybean(1%) 47 21 4 4,84 0Soybean (5%) 47 21 4 4,44 1,88Thyroid 215 5 3 3,28 5,23Breast 699 9 2 4,6 3,65CERIES 212 2 5 4,88 6,19
SFC 98 2021-23 septembre 1998
Perspectives
• Comparaisons avec d’autres méthodes
• Gestion dynamique des paramètres
• Nouvelles hybridations
• Phéromones
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