Optimisation with simulated annealing through regularisation of the target function

A method is presented for function optimisation that generalises the Simulated Annealing algorithm by applying convolutions of the target function with smooth, infinitely differentiable kernels. Hence the search for a global optimum is performed over a sequence of functions that preserve the structure of the original one and converge to it pointwise. From an experimental point of view, the purpose of this paper was to compare the efficiency of this approach with that of the conventional Simulated Annealing. To do this, the proposed technique was tested both on complex combinatorial (discrete) problems (e.g. the Travelling Salesman Problem) and on the search of global minima for continuous functions. In some cases, performance was improved in terms of final results, while in other ones, even if no improvements were attained over the usual Simulated Annealing algorithm, the proposed method shows interesting abilities to provide fairly good approximations in relatively few iterations, i.e. at early stages of the search processRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

On the possibility to design evolutionary algorithms with optimal equilibrium distribution : The case of simulated annealing

In this paper a thermodynamic approach is presented to the problem of convergence of evolutionary algorithms. The case of the Simulated Annealing algorithm for optimisation is considered as a simple evolution strategy with a control parameter allowing balance between the probability of obtaining an optimal or near-optimal solution and the time that the algorithm will take to reach equilibrium. This capacity is analysed and a theoretical frame is presented, stating a general condition to be fulfilled by an evolutionary algorithm in order to ensure its convergence to a global maximum of the fitness function.Eje: VI Workshop de Agentes y Sistemas Inteligentes (WASI)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Evolutionary computation with simulated annealing: conditions for optimal equilibrium distribution

In this paper a thermodynamic approach is presented to the problem of convergence of evolutionary algorithms. The case of the Simulated Annealing algorithm for optimisation is considered as a simple evolution strategy with a control parameter allowing balance between the probability of obtaining an optimal or near-optimal solution and the time that the algorithm will take to reach equilibrium. This capacity is analysed and a theoretical frame is presented, stating a general condition to be fulfilled by an evolutionary algorithm in order to ensure its convergence to a global maximum of the fitness function.Facultad de Informátic

On the possibility to design evolutionary algorithms with optimal equilibrium distribution : The case of simulated annealing

In this paper a thermodynamic approach is presented to the problem of convergence of evolutionary algorithms. The case of the Simulated Annealing algorithm for optimisation is considered as a simple evolution strategy with a control parameter allowing balance between the probability of obtaining an optimal or near-optimal solution and the time that the algorithm will take to reach equilibrium. This capacity is analysed and a theoretical frame is presented, stating a general condition to be fulfilled by an evolutionary algorithm in order to ensure its convergence to a global maximum of the fitness function.Eje: VI Workshop de Agentes y Sistemas Inteligentes (WASI)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Evolutionary computation with simulated annealing: conditions for optimal equilibrium distribution

In this paper a thermodynamic approach is presented to the problem of convergence of evolutionary algorithms. The case of the Simulated Annealing algorithm for optimisation is considered as a simple evolution strategy with a control parameter allowing balance between the probability of obtaining an optimal or near-optimal solution and the time that the algorithm will take to reach equilibrium. This capacity is analysed and a theoretical frame is presented, stating a general condition to be fulfilled by an evolutionary algorithm in order to ensure its convergence to a global maximum of the fitness function.Facultad de Informátic

Optimisation with simulated annealing through regularisation of the target function

A method is presented for function optimisation that generalises the Simulated Annealing algorithm by applying convolutions of the target function with smooth, infinitely differentiable kernels. Hence the search for a global optimum is performed over a sequence of functions that preserve the structure of the original one and converge to it pointwise. From an experimental point of view, the purpose of this paper was to compare the efficiency of this approach with that of the conventional Simulated Annealing. To do this, the proposed technique was tested both on complex combinatorial (discrete) problems (e.g. the Travelling Salesman Problem) and on the search of global minima for continuous functions. In some cases, performance was improved in terms of final results, while in other ones, even if no improvements were attained over the usual Simulated Annealing algorithm, the proposed method shows interesting abilities to provide fairly good approximations in relatively few iterations, i.e. at early stages of the search processRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Un clasificador neuronal que explica sus respuestas: aplicación al reconocimiento de dígitos manuscritos

En este trabajo se presenta un sistema reconocedor de patrones con un diseño modular, explicativo y altamente paralelizable, basado en una técnica híbrida de aprendizaje, que incluye la utilización de mapas auto-organizativos de Kohonen. Dicho sistema se aplica al tratamiento de un problema real: el reconocimiento de dígitos manuscritos sin restricciones, obteniéndose resultados competitivos con los publicados por otros autores. El sistema propuesto no sólo permite clasificar patrones; también permite explicar las respuestas dadas y detectar patrones ambiguos, indicando a qué otras clases podrían pertenecer. Además, los mapas Kohonen utilizados, muestran gráficamente la distribución de los datos de entrenamiento, contribuyendo también a la explicación de las respuestas. La utilización de varias características representativas extraídas de los datos de entrada durante la etapa previa de preprocesamiento, y el tratamiento de las mismas en forma independiente, contribuye a la modularidad del sistema y a la posibilidad de entrenarlo en forma paralela. El uso de dichas características permite, además, que la presencia de errores en los patrones de entrada no tenga gran influencia en la respuesta del sistema.Eje: Agentes y Sistemas Inteligentes (ASI)Red de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Modelos conexionistas auto-organizados y su aplicación en reconocimiento de patrones

El trabajo en curso tiene por objeto desarrollar técnicas conexionistas para reconocimiento de patrones. A partir del sistema ya desarrollado por el grupo (que consiste básicamente en un modelo híbrido no supervisado -de tipo autoorganizado- seguido de una instancia supervisada) se estudia la introducción de innovaciones que incrementen su potencia y su eficiencia. Las investigaciones en curso giran alrededor de dos frentes: i) preprocesamiento de la entrada: se consideran opciones a la técnica inicialmente empleada (máscaras de Kirsch), entre ellas el uso de transformadas wavelet y la extracción de componentes principales; ii) estructura del módulo intermedio (no supervisado): analizamos posibles sofisticaciones orientadas a obtener una clasificación más especializada de acuerdo con las características de la distribución de los datos de entrada. La calidad y eficiencia de la propuesta resultante deberán ser luego comparadas con las de los métodos ya existentes.Eje: Inteligencia artificialRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Modelos conexionistas auto-organizados y su aplicación en reconocimiento de patrones

El trabajo en curso tiene por objeto desarrollar técnicas conexionistas para reconocimiento de patrones. A partir del sistema ya desarrollado por el grupo (que consiste básicamente en un modelo híbrido no supervisado -de tipo autoorganizado- seguido de una instancia supervisada) se estudia la introducción de innovaciones que incrementen su potencia y su eficiencia. Las investigaciones en curso giran alrededor de dos frentes: i) preprocesamiento de la entrada: se consideran opciones a la técnica inicialmente empleada (máscaras de Kirsch), entre ellas el uso de transformadas wavelet y la extracción de componentes principales; ii) estructura del módulo intermedio (no supervisado): analizamos posibles sofisticaciones orientadas a obtener una clasificación más especializada de acuerdo con las características de la distribución de los datos de entrada. La calidad y eficiencia de la propuesta resultante deberán ser luego comparadas con las de los métodos ya existentes.Eje: Inteligencia artificialRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Cuantificación de la erosión en los canales mareales de las maarismas del Odiel (Huelva, SO de España)

Este estudio se llevó a cabo en las Marismas del Odiel (Huelva, SO España). En él se cuantifican la acreción y erosión de sedimentos en taludes desarrollados en canales intermareales y en las planicies intermareales subayacentes. Se registró una erosión generalizada de los taludes, la cual se vería potenciada por actuaciones antrópicas como el tráfico naval y la alteración de la hidrodinámica del estuario por la construcción de diques. Las pérdidas de marismas en la Reserva Integral de Isla de Enmedio se estimaron en 3000 m2/ año, lo que supone una movilización de 1850 m3 de sedimentos. Esta fuerte erosión podría tener una gran influencia en la conservación de este espacio natural protegido, además de acelerar la colmatación de los canales del estuario. La vegetación, entre la que destacaron las praderas de Zostera noltii, disminuyó la erosión, potenciando la acreción. La dinámica vertical de sedimentos en las planicies intermareales mostró un patrón estacional con una relación clara entre la erosión y la distribución de las lluvias. Se discuten medidas de control de la erosión y rehabilitación de las zonas afectadas.This study was carried out in Odiel Saltmarshes (Huelva, SWSpain). Erosion and accretion in slopes and intertidal mud flats were measured. Our results point out a general retrogression of slopes. Its intensity would depend on anthropic actions as boats traffic and alteration of estuary circulation by dykes construction. In the Integral Reserve of Enmedio Island, horizontal losses by erosion in slopes reached 3000 m2/year, which would imply the mobilization of 1850 m3 of sediments. This strong erosion could cause important changes in this protected area and to selt-up of the navigable channels of the estuary. Vegetation, as prairie of eelgrass Zostera noltii, decreased erosion and increased acretion rates. Sediment vertical dynamic in intertidal mud flats showed a seasonal pattern with a direct relation between erosion and rainfall distribution. Erosion control and rehabilitation in eroded areas are discussed