Perché i geni diploidi (dominanti / recessivi) non sono ampiamente utilizzati negli algoritmi genetici?


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Nella maggior parte delle implementazioni di algoritmi genetici, l'attenzione è rivolta al crossover e alla mutazione. Ma in qualche modo, molti di loro tralasciano la natura diploide (dominante / recessiva) dei geni. Per quanto riguarda la mia (limitata) comprensione, la natura dominante / recessiva dei geni è un fattore molto importante nel decidere le caratteristiche effettive di un organismo.

Quindi la mia domanda è: perché la natura diploide dei geni è esclusa dagli algoritmi genetici nella maggior parte delle implementazioni?

È perché:

  • non offre molti vantaggi
  • aggiunge complessità inutili a un algoritmo altrimenti semplice
  • è difficile da implementare

O qualcos'altro interamente?

Risposte:


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Non conosco il vero motivo, ma sembra intuitivo: pensiamo a cosa fa la natura diploide dei geni in RL. In sostanza, consente al gene recessivo di rimanere nel pool genico anche se è attualmente in svantaggio, e occasionalmente riaffiorare, dando due cose: in primo luogo, non si estingue e può moltiplicarsi se diventa vantaggioso; e in secondo luogo, garantisce una certa varietà di popolazione poiché avrai continuamente entrambi i fenotipi, una parte della popolazione che mostra il gene e una parte che non lo fa.

Entrambe queste cose possono essere raggiunte in modi più semplici dal motore di muting / crossover: puoi "recuperare" direttamente oggetti casuali di buone prestazioni di 100000 generazioni fa (cosa che la natura di solito non può); e puoi mantenere diverse sottopopolazioni varie proteggendo quelle non primarie dall'estinzione, cosa che la natura di solito non fa.


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Quindi stai dicendo che la "diploidness" dei geni non è necessaria fintanto che implementiamo l'elitismo?
Shayan RC,

La capacità di richiamare i geni delle generazioni passate è l'unico vantaggio offerto dalla diploidezza dei geni? Sia in biologia che in algoritmo?
Shayan RC,

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Per quanto ne so in Biologia, il gene diploide è una protezione contro una popolazione che converge tutti in un singolo fenotipo e che viene successivamente spazzato via da qualsiasi cambiamento ambientale.
JDong,

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Vedi Occam's Razor

Tra le ipotesi concorrenti, dovrebbe essere selezionata quella con il minor numero di ipotesi. Inoltre: le entità non devono essere moltiplicate oltre le necessità.

Se entrambe le ipotesi sono ugualmente valide, scegli la versione più semplice perché la versione più complessa fa ipotesi su qualcosa di cui non puoi essere sicuro.

La domanda è: i geni diploidi dominanti e recessivi forniscono più funzionalità che ci permettono di descrivere uno spazio di ipotesi più ricco?

  • Potremmo fare qualcosa che non può essere raggiunto attraverso una semplice mutazione? No. La mutazione può creare qualsiasi nuova sequenza.
  • Potremmo fare qualcosa con una mutazione che non può essere raggiunta attraverso geni dominanti e recessivi diploidi? Sì. La mutazione consente qualsiasi nuova sequenza casuale mentre i geni diploidi recuperano solo qualcosa visto prima e perso.

L'unico vantaggio possibile da esplorare è se i geni diploidi sarebbero in qualche modo più efficienti. Dalla loro mancanza di utilizzo sembra che non sia così. Le mutazioni sono generalmente piccoli cambiamenti in una risposta. Il vantaggio di mantenere un passato, una buona risposta è di poco conto. Può facilmente riapparire.

La biologia può essere utilizzata come fonte di ispirazione per i modelli di computer, ma raramente ha la risposta migliore. La biologia genera soluzioni per caso e selezione naturale per quanto riguarda il DNA. La biologia sta anche risolvendo problemi diversi con materie prime e strumenti diversi. Guarda come volano uccelli e pipistrelli. Perché i nostri aerei non sono progettati per muovere le ali su e giù per decollare o spostarsi più in alto? Perché sarebbe terribilmente inefficiente. La propulsione a reazione e gli elicotteri sono più adatti alle nostre esigenze. Siamo in grado di trasportare carichi utili più pesanti e viaggiare a velocità molto più elevate rispetto a uccelli e pipistrelli.


Ma i geni diploidi dominanti e recessivi non sono un'ipotesi , è un metodo di implementazione. Il rasoio di Occam va bene come un'analogia ma non è quello che stai effettivamente usando, qui.
David Richerby,

I geni recessivi sarebbero ancora parte dell'ipotesi poiché devono essere tenuti in giro per essere mai più visti. Fa solo parte dell'ipotesi che è nascosta a meno che non sia accoppiata con un altro gene recessivo.
Charity Leschinski,
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