الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری (GWO : Grey Wolf Optimizer)
رفتار اجتماعی گرگ های خاکستری به عنوان یکی از الگوریتم های فراابتکاری در بهینه سازی عملیات انتخاب شده است. این الگوریتم بهینه سازی از رفتار سلسله مراتبی گرگ های خاکستری در موقعیت شکار الهام گرفته شده است. الگوریتم گرگ خاکستری یک الگوریتم مبتنی بر جمعیت بوده و در مسائل پیچیده و بزرگ قابل تعمیم و بهره گیری است. گرگ های خاکستری به عنوان شکارچیان راس (Apex) در بالاترین سطح هرم زنجیره غذایی قرار می گیرند و در برنامه ریزی برای شکار پیش قدم هستند. هر گروه از این حیوانات به طور متوسط بین 6 تا 12 عضو دارد که هرکدام وظیفه خاصی را برعهده دارند. سلسله مراتب زندگی گرگ های خاکستری بسیار دقیق و خاص است به طوری که درجات متفاوتی برای شکار کردن وجود دارد و این سلسله مراتب هر گله را تبدیل به یک ساختار هرمی کرده است. دسته بندی این گرگ ها در هر گله باعث شده هر کدام با توجه به توانایی و قدرتش نقش خود را با دقت انجام دهد که این ساختار باعث هماهنگی بیشتر در شکارها شده است. گرگ های خاکستری در فرایند شکار به صورت جمعی عمل می کنند. آنها ابتدا طعمه را احاطه کرده و تحت فشار محیطی قرار داده و سپس به تعقیب و حمله به شکار می پردازند. این روش جمعی برای شکار نشان دهنده هماهنگی و هوش بسیار بالای این حیوانات برای بقا و شکار دارد.
دسته بندی گرگ ها
گرگ آلفا (Alpha) در گله به عنوان رهبر گروه ایفای نقش می کند که در راس هرم قرار می گیرد و بالاترین مرتبه را در سلسله مراتب گله دارد. آلفا مسئولیت هدایت و حفظ نظم در گله را برعهده دارد و سپر اصلی گروه محسوب می شود و همچنین در حملات برای شکار نیز به عنوان رهبر وارد عمل شده و حق دسترسی به منابع اولیه غذاها و شکار را دارد.
گرگ های بتا(Beta) در گله نقش حمایتی از تصمیمات آلفا و حفظ تعادل و نظم در گله را دارند. بتا در گروه گرگ ها رتبه پایین تری نسبت به آلفا دارند و مهارت های کافی برای هدایت و رهبری گله را ندارند ولی در عوض گرگ هایی قدرتمند هستند.
گرگ های دلتا (Delta) یک رده پایین تر از گرگ های بتا در گله قرار دارند و معمولا از گرگ های پیر و شکارچیان باتجربه ای تشکیل شده اند که وظیفه مراقبت از جوانتر ها و گرگ های ناتوان را برعهده دارند.
گرگ های امگا (Omega) پایین ترین رتبه را در سلسله مراتب گروه دارند که معمولا دیرتر از بقیه از شکار تغذیه می کنند و در تصمیم گیری ها مشارکتی ندارند.
مراحل شکار
الگوریتم شکار گرگ ها دارای 3 مرحله است :
مرحله اول : مشاهده ، ردیابی و تعقیب شکار (tracking and approaching)
مرحله دوم : نزدیک شدن و احاطه کردن شکار (Pursing and encircling)
مرحله سوم : حمله به شکار (attacking)
ترتیب الگوریتم گرگ خاکستری
در الگوریتم بهینه سازی گرگ خاکستری سه جواب برتر یعنی آلفا و بتا و دلتا به عنوان جواب های بهینه انتخاب می شوند و در هر بار تکرار این سه گرگ قابلیت اندازه گیری موقعیت شکار را دارند. پس از پیاده سازی این الگوریتم در یک مسئله پیچیده و بزرگ در شرایط سخت برای تصمیم گیری ، موقعیت گرگ آلفا به عنوان نقطه بهینه و یک جواب موثر و قوی انتخاب می شود.
خلاصه که
الگوریتم گرگ خاکستری یکی از الگوریتم های بهینه سازی است که بعد از معرفی آن در سال 2014 به سرعت مورد توجه محققین و متخصصین قرار گرفت. این الگوریتم بر اساس رفتار جمعی گرگ ها و تنوع کمیت ها برای بهبود جواب ها طراحی شده است. با استفاده از این الگوریتم می توان مسائل پیچیده را با کارایی بالا و در زمان کمتر حل کرد.