Selektion

Bei evolutionären Algorithmen (EA) ist Selektion ein Mechanismus, mit dem Individuen aus einer Population ausgewählt werden. Im weiteren Sinne wird Selektion oft zu den genetischen Operatoren gezählt, obwohl Selektion bei EA nicht auf Gen-, sondern auf Individuenebene operiert. Evolutionäre Algorithmen suchen eine Lösung für ein Optimierungsproblem mit Prinzipien der natürlichen Evolution. Selektion wird benutzt, um Lösungskandidaten (Individuen) für Rekombination auszuwählen (Elternselektion) und um die nächste Generation festzulegen (Umweltselektion), dazu wird die Qualität der Lösungskandidaten herangezogen, die ihnen durch eine Fitnessfunktion zugewiesen wird. Das biologische Vorbild ist die natürliche Selektion. Die aufgeführten Verfahren unterscheiden sich vor allem im Selektionsdruck, der bei der Rangselektion sogar durch einen Strategieparameter eingestellt werden kann. Je höher der Selektionsdruck ist, desto schneller konvergiert eine Population gegen eine bestimmte Lösung und der Suchraum wird möglicherweise nicht ausreichend erkundet. Dem Phänomen der vorzeitigen Konvergenz kann durch eine geeignete Strukturierung der Population entgegengewirkt werden. Zwischen dem verwendeten Populationsmodell und einem geeigneten Selektionsdruck herrscht ein enger Zusammenhang. Bei zu niedrigem Druck konvergiert die Population auch nach langer Rechenzeit nicht. Jedes Verfahren kann prinzipiell sowohl für Eltern- als auch Umweltselektion eingesetzt werden, es haben sich für die konkreten Typen evolutionärer Algorithmen jeweils spezielle Konzepte etabliert. Bei den memetischen Algorithmen, einer Erweiterung der EAs, findet eine Selektion auch bei der Auswahl derjenigen Nachkommen statt, die mit Hilfe eines Mems (z. B. einer Heuristik) verbessert werden sollen.