Следующий
этап после инициализации — оценка. Обычно считается, что это важнейшая
часть эволюционного алгоритма, так как именно она определяет задачу,
которую требуется решить. На первом шаге оценки воссоздается решение:
информация из хромосомы (генотипа) каждой особи используется для
моделирования решения (фенотипа), представленного особью. Целью оценки
может быть как простое вычисление объема картонной коробки по известным
размерам, как в нашем примере, так и чрезвычайно сложные и дорогостоящие
расчеты, к примеру моделирование жесткости конструкции при
проектировании моста. После
воссоздания фенотипа необходимо оценить полученное решение. Каждой
особи присваивается свое значение приспособленности, которое на
последующих этапах эволюционного алгоритма поможет отличить хорошие
решения от плохих. Оценка фенотипов может быть сложной, дорогостоящей и даже зашумленной. Иными
словами, при решении некоторых сложных задач приспособленность одного и
того же фенотипа при разных оценках будет различаться. Шум, который
также можно назвать ошибкой, неизменно присутствует в задачах, в которых
оценка приспособленности используется для численного моделирования. К
примеру, при моделировании сопротивления усталости металлов, из которых
изготавливаются детали двигателей внутреннего сгорания, решение
математических уравнений, описывающих усталость металла, оказывается
столь дорогостоящим, что моделирование более выгодно. При этом вполне
возможно, что результаты повторного моделирования для каждой детали
будут отличаться. Использование
генетических алгоритмов для проектирования деталей двигателей
внутреннего сгорания, осуществленное компанией Honda в 2004 году,
показало: процесс оценки отличался высоким уровнем шума и неточностью, а
также был весьма длительным — расчет приспособленности для каждой особи
в популяции занимал восемь часов. * * * УПИТАННЫЕ ПТИЦЫ С ОСТРОВА МАВРИКИЙ И ДАВЛЕНИЕ ОТБОРА Когда
исследователи в XVII веке впервые прибыли на остров Маврикий, они
обнаружили неожиданный дар небес — упитанных птиц с вкусным мясом,
которых стали называть додо. Крылья этих птиц были слишком маленькими, а
лапы — слишком короткими, поэтому они не могли ни улететь, ни убежать
от охотников. Исследователи безжалостно охотились на додо, а кошки,
собаки, крысы и другие животные, завезенные человеком на остров,
разоряли гнезда птиц и питались их яйцами. Додо
полностью вымерли менее чем за сто лет, и сегодня эти милые и
безобидные птицы известны нам только по рисункам и гравюрам. Додо
никогда не испытывали необходимости эволюционировать, а когда они
столкнулись с давлением отбора, птицам попросту не хватило времени на
то, чтобы справиться с ним. Давление отбора — движущая сила эволюции.
Без него живые существа не имеют достаточно стимулов для того, чтобы
приспособиться к среде, они не испытывают необходимости развивать
оптимальное поведение или другие признаки. В разные годы
естествоиспытатели документально описали различные виды, которые,
очевидно, находились в похожей ситуации: они обитали в среде,
изобиловавшей пропитанием, где отсутствовали хищники, а межвидовая
конкуренция была слабой. Все эти факторы препятствовали появлению признаков, которые были присущи похожим видам, обитавшим в более конкурентных средах. В
отсутствие хищников и при избытке пропитания в изолированной экосистеме
острова додо не нужны были сильные крылья и мощные лапы. Кстати, в
дословном переводе с португальского «додо» означает «глупый». Кто знает,
возможно, додо стали «глупыми» именно из-за того, что отсутствовало
давление отбора?  Додо на гравюре XVII века.
| 