Algoritmos genéticos

Abstract

[spa] Los algoritmos genéticos son unos algoritmos de optimización basados en la selección natural, donde las especies evolucionan mediante la reproducción a lo largo de las generaciones. Es un método de resolución muy flexible, que se puede usar en diferentes campos. Son muy potentes para solucionar problemas que para los cuales no existe una técnica de resolución específica, pero si para la resolución de un problema en concreto existen técnicas específicas, estos últimos suelen quedar por delante en eficiencia. Este trabajo de fin de grado busca que el lector entienda cómo funcionan los algoritmos genéticos. Primero se presentarán los elementos básicos: los cromosomas, la reproducción, el “fitness”, la mutación, el elitismo, la selección de progenitores... Sin embargo, se pondrá especial interés en la implementación de los mismos, con dos ejemplos totalmente distintos, que se desarrollarán y explicarán paso a paso. Se ha decido llevar a cabo un primer problema en el campo registro de imágenes, cuya finalidad es la creación de una imagen panorámica, y un segundo problema en el ámbito de la criptología,más concretamente, el desencriptado de un texto, siendo este últimomás complejo de entender. Se ha optado por implementar estos dos problemas tan diferentes con la intención de demostrar su gran flexibilidad y potencia. A pesar de su gran capacidad de resolución, se probará que son más sencillos de programar y de entender de lo que parecen, de hecho, se puede observar que solo una clase se cambia para la resolución de ambos problemas, mientras que tanto las clases restantes como el esquema y la idea del funcionamiento del algoritmo son idénticos en los dos ejercicios. Sin embargo, si que se necesita un buen conocimiento del problema y del algoritmo en sí, ya que cualquiermínimo cambio puede afectar, tanto para bien como para mal, el desempeño del mismo. Por otra parte, se presentarán las principales dificultades y limitaciones de estos algoritmos, así como sus ventajas, para que el lector tenga una idea de cuando aplicar aplicar este método es buena idea y cuando no,mostrando los resultados obtenidos de los ejercicios resueltos.