Published January 1, 2022 | Version v1
Publication Open

A New Algorithm Inspired on Reversible Elementary Cellular Automata for Global Optimization

Creators

  • 1. Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
  • 2. Instituto Politécnico Nacional
  • 3. University of the West of England

Description

This work presents a new global optimization algorithm of functions inspired by the dynamic behavior of reversible cellular automata, denominated Reversible Elementary Cellular Automata Algorithm (RECAA).This algorithm adapts the reversible evolution rules in elementary cellular automata (in one dimension and only with two states) to work with vectors of real values to realize optimization tasks.The originality of RECAA lies in adapting the dynamic of the reversible elementary cellular automata to perform exploration and exploitation actions in the optimization process.This work shows that diversity in cellular automata behaviors (in this case, reversibility) is useful to define new metaheuristics to solve optimization problems.The algorithm is compared with 15 recently published metaheuristics that recognized for their good performance, using 50 test functions in 30, 500, and with a fixed number of dimensions, and the CEC 2022 benchmark suit.Additionally, it is shown that RECAA has been applied in 3 engineering problems.In all the experiments, RECAA obtained satisfactory results.RECAA was implemented in MATLAB, and its source code can be consulted in GitHub.https://github.com/juanseck/

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يقدم هذا العمل خوارزمية تحسين عالمية جديدة للوظائف مستوحاة من السلوك الديناميكي للأتمتة الخلوية القابلة للعكس، المسماة خوارزمية الأتمتة الخلوية الأولية القابلة للعكس (RECAA). وتتكيف هذه الخوارزمية مع قواعد التطور القابلة للعكس في الأتمتة الخلوية الأولية (في بعد واحد وفقط مع حالتين) للعمل مع ناقلات القيم الحقيقية لتحقيق مهام التحسين. تكمن أصالة RECAA في تكييف ديناميكية الأتمتة الخلوية الأولية القابلة للعكس لأداء إجراءات الاستكشاف والاستغلال في عملية التحسين. ويظهر هذا العمل أن التنوع في سلوكيات الأتمتة الخلوية (في هذه الحالة، القابلية للعكس) مفيد لتحديد عمليات الاستدلال الجديدة لحل مشاكل التحسين. تتم مقارنة الخوارزمية مع 15 عملية استدلال خلوي تم نشرها مؤخرًا والتي تم الاعتراف بأدائها الجيد، باستخدام 50 وظيفة اختبار في 30، 500، وبعدد ثابت من الأبعاد، ومعيار CEC 2022. بالإضافة إلى ذلك، تبين أن RECAA قد تم تطبيقه في 3 مشاكل هندسية. في جميع التجارب، تم الحصول على نتائج مرضية. تم تنفيذ RAAR في MATB، ويمكن الرجوع إلى مصدره ورمزه في GHttps.com/https.com/jubse/juan/

Translated Description (French)

Ce travail présente un nouvel algorithme d'optimisation globale des fonctions inspiré du comportement dynamique des automates cellulaires réversibles, dénommé RECAA (Reversible Elementary Cellular Automata Algorithm). Cet algorithme adapte les règles d'évolution réversible dans les automates cellulaires élémentaires (dans une dimension et seulement avec deux états) pour travailler avec des vecteurs de valeurs réelles pour réaliser des tâches d'optimisation. L'originalité de RECAA réside dans l'adaptation de la dynamique des automates cellulaires élémentaires réversibles pour effectuer des actions d'exploration et d'exploitation dans le processus d'optimisation. Ce travail montre que la diversité des comportements des automates cellulaires (dans ce cas, la réversibilité) est utile pour définir de nouvelles métaheuristiques pour résoudre des problèmes d'optimisation. L'algorithme est comparé à 15 métaheuristiques récemment publiées qui ont été reconnues pour leurs bonnes performances, en utilisant 50 fonctions de test dans 30, 500 et avec un nombre fixe de dimensions, et la combinaison de référence CEC 2022. En outre, il est montré que RECAA a été appliqué à 3 problèmes d'ingénierie. Dans toutes les expériences, RECAA a obtenu des résultats satisfaisants. RECAA a été implémenté dans MATLAB, et son code source peut être consulté dans GitHub.https :/gith.com/ubanseck/juanseck

Translated Description (Spanish)

Este trabajo presenta un nuevo algoritmo de optimización global de funciones inspirado en el comportamiento dinámico de autómatas celulares reversibles, denominado Algoritmo de Autómatas Celulares Elementales Reversibles (RECAA).Este algoritmo adapta las reglas de evolución reversible en autómatas celulares elementales (en una dimensión y solo con dos estados) para trabajar con vectores de valores reales para realizar tareas de optimización. La originalidad de RECAA radica en adaptar la dinámica de los autómatas celulares elementales reversibles para realizar acciones de exploración y explotación en el proceso de optimización. Este trabajo muestra que la diversidad en los comportamientos de autómatas celulares (en este caso, reversibilidad) es útil para definir nuevas metaheurísticas para resolver problemas de optimización. El algoritmo se compara con 15 metaheurísticas recientemente publicadas que reconocieron su buen desempeño, utilizando 50 funciones de prueba en 30, 500 y con un número fijo de dimensiones, y el traje de referencia CEC 2022. Además, se muestra que RECAA se ha aplicado en 3 problemas de ingeniería. En todos los experimentos, RECAA obtuvo resultados satisfactorios. RECAA se implementó en MATLAB, y su código fuente se puede consultar en GitHub.https:/github.com/juanseck/

Files

09927178.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:cc31f8d589144d59ebd1d4ac36bb98ec
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
خوارزمية جديدة مستوحاة من الأتمتة الخلوية الأولية العكسية للتحسين العالمي
Translated title (French)
Un nouvel algorithme inspiré des automates cellulaires élémentaires réversibles pour une optimisation globale
Translated title (Spanish)
Un nuevo algoritmo inspirado en autómatas celulares elementales reversibles para la optimización global

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4312607458
DOI
10.1109/access.2022.3216321

Is supplement to
https://openalex.org/W4240407856 (Other)
https://openalex.org/W3185882341 (Other)
https://openalex.org/W3174527952 (Other)
https://openalex.org/W2926042119 (Other)
https://openalex.org/W2902414214 (Other)
https://openalex.org/W2556830207 (Other)
https://openalex.org/W2523331522 (Other)
https://openalex.org/W2004321147 (Other)
https://openalex.org/W1502126983 (Other)
https://openalex.org/W136794209 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Mexico

References

  • https://openalex.org/W1959523037
  • https://openalex.org/W1966536048
  • https://openalex.org/W1974336701
  • https://openalex.org/W1999284878
  • https://openalex.org/W2002875905
  • https://openalex.org/W2003890325
  • https://openalex.org/W2018203087
  • https://openalex.org/W2074194260
  • https://openalex.org/W2096673585
  • https://openalex.org/W2116314764
  • https://openalex.org/W2119401655
  • https://openalex.org/W2134816084
  • https://openalex.org/W2137726847
  • https://openalex.org/W2140796089
  • https://openalex.org/W2150382849
  • https://openalex.org/W2151554678
  • https://openalex.org/W2152195021
  • https://openalex.org/W2167580870
  • https://openalex.org/W2218429585
  • https://openalex.org/W2221148967
  • https://openalex.org/W2232317135
  • https://openalex.org/W2290883490
  • https://openalex.org/W2336723934
  • https://openalex.org/W2460998784
  • https://openalex.org/W2558097110
  • https://openalex.org/W2585392941
  • https://openalex.org/W2586352512
  • https://openalex.org/W2605396865
  • https://openalex.org/W2726592172
  • https://openalex.org/W2811406273
  • https://openalex.org/W2888005036
  • https://openalex.org/W2919979744
  • https://openalex.org/W2970804104
  • https://openalex.org/W2989848987
  • https://openalex.org/W2990358567
  • https://openalex.org/W3011104345
  • https://openalex.org/W3012087746
  • https://openalex.org/W3013459654
  • https://openalex.org/W3014974411
  • https://openalex.org/W3015290284
  • https://openalex.org/W3024247187
  • https://openalex.org/W3043211958
  • https://openalex.org/W3089104423
  • https://openalex.org/W3090396243
  • https://openalex.org/W3127508072
  • https://openalex.org/W3134651880
  • https://openalex.org/W3139484821
  • https://openalex.org/W3151612624
  • https://openalex.org/W3154719286
  • https://openalex.org/W3164336922
  • https://openalex.org/W3168302336
  • https://openalex.org/W3168771211
  • https://openalex.org/W3177832696
  • https://openalex.org/W3179344078
  • https://openalex.org/W341879454
  • https://openalex.org/W350085919
  • https://openalex.org/W4229068536
  • https://openalex.org/W4292083457