(Genetic Algorithms and Traditional Search Methods)
¾Õ Àý¿¡¼ GA °¡ ÇÏ´Â ÀÏÀ» ¼³¸íÇϱâ À§ÇÏ¿© "Ž»ö (search)" À̶ó´Â ¿ë¾î¸¦ »ç¿ëÇÏ¿´´Ù. ÀÌ ½ÃÁ¡¿¡¼ "Ž»ö" ÀÇ Àǹ̸¦ ÄÄÇ»ÅÍ °úÇп¡¼ÀÇ ´Ù¸¥ Àǹ̵é°ú ºñ±³ÇØ º¸´Â °ÍÀº ¸Å¿ì Áß¿äÇÏ´Ù.
"Ž»ö" ¿¡´Â ÃÖ¼ÒÇÑ 3 °¡ÁöÀÇ Áߺ¹µÈ Àǹ̵éÀÌ ÀÖ´Ù :
±×¸² 1.2 8 - ÆÛÁñ (a) Ãʱâ»óÅ¿¡¼ ŸÀÏÀÌ ¿Ã¹Ù¸¥ ¼ø¼´ë·Î ³õ¿©ÀÖ´Â »óÅ (¸ñÇ¥»óÅÂ) °¡ µÇ´Â À̵¿µéÀÇ ¹è¿À» ã´Â ¹®Á¦ (b) 8 - ÆÛÁñ¿¡ ´ëÇÑ ºÎºÐ Ž»öÆ®¸®
¿©±â¼ ¹®Á¦´Â ÄÄÇ»ÅÍ ¸Þ¸ð¸®¿¡ ÀúÀåµÇ¾î ÀÖ´Â Á¤º¸¸¦ È¿°úÀûÀ¸·Î ÃßÃâÇÏ´Â °ÍÀÌ´Ù. ¾î¶² ¼ø¼¿¡ ÀÇÇÏ¿© À̸§°ú ÁÖ¼ÒÀÇ ´ë±Ô¸ð µ¥ÀÌÅͺ£À̽º¸¦ °¡Áö°í ÀÖ´Ù°í °¡Á¤ÇÏÀÚ. ÁÖ¾îÁø À̸§¿¡ ÇØ´çÇÏ´Â ·¹Äڵ带 Ž»öÇÏ´Â °¡Àå ÁÁÀº ¹æ¹ýÀº ¹«¾ùÀΰ¡? "ÀÌÁøÅ½»ö (Binary search)" Àº ¿øÇÏ´Â ·¹Äڵ带 È¿°úÀûÀ¸·Î ¹ß°ßÇÏ´Â ÇÑ ¹æ¹ýÀÌ´Ù. Knuth (1973) Àº ¸¹Àº ±×·¯ÇÑ Å½»ö¹æ¹ýµéÀ» ¼³¸í, ºÐ¼®Çϰí ÀÖ´Ù.
ÁÖ¾îÁø Ãʱâ»óÅ·κÎÅÍ ÁÖ¾îÁø ¸ñÇ¥¿¡±îÁö À̵¿ÇÏ´Â ÀÏ·ÃÀÇ ÇൿµéÀ» È¿°úÀûÀ¸·Î ã¾Æ³»´Â °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ·± ÇüÅÂÀÇ Å½»öÀº ÀΰøÁö´É¿¡¼ÀÇ ¸¹Àº Á¢±Ù¹æ¹ý¿¡ ÀÖ¾î¼ Áß½ÉÀûÀÌ´Ù. ÀΰøÁö´É °ú¸ñÀ» ¼ö°ÇÑ »ç¶÷¿¡°Ô´Â ´©±¸³ª Ä£¼÷ÇÑ ÇÑ °£´ÜÇÑ ¿¹°¡ ±×¸² 1.2 ¿¡ µµ½ÃµÇ¾î ÀÖ´Â "8 - ÆÛÁñ (8 - puzzle)" ÀÌ´Ù. 1 ºÎÅÍ 8 ±îÁö ¹øÈ£°¡ ¸Å°ÜÁ®Àִ ŸÀϵéÀÌ Á¤»ç°¢Çü ÇüÅ·Π¹èÄ¡µÇ¾î ÀÖ°í ÇÑ ±¸¿ªÀÌ ºóÄÀ¸·Î µÇ¾îÀÖ´Ù. ÀÎÁ¢ÇÑ Å¸Àϵé Áß Çϳª¸¦ ºóÄÀ¸·Î º¸³»´Â °ÍÀ» "À̵¿ (move)" À̶ó°í ºÎ¸¥´Ù. ±×¸² 1a ´Â Ãʱâ»óÅ·κÎÅÍ ¸ðµç ŸÀϵéÀÌ ¼ø¼´ë·Î ³ª¿µÈ »óŰ¡ µÇµµ·Ï ÇÏ´Â ÀÏ·ÃÀÇ À̵¿µéÀ» ã¾Æ³»´Â ¹®Á¦¸¦ º¸¿©ÁØ´Ù. ÀÌ ¹®Á¦¿Í °ü·ÃµÈ ºÎºÐ Ž»öÆ®¸®°¡ ±×¸² 1b ¿¡ ¿¹½ÃµÇ¾î ÀÖ´Ù. "»Ñ¸® (root)" ³ëµå´Â Ãʱ⠻óŸ¦ º¸¿©ÁÖ°í ±×°ÍÀ¸·ÎºÎÅÍ °¡ÁöÃÄ ³ª¿À´Â ³ëµåµéÀº ±× »óÅ·κÎÅÍÀÇ Çѹø À̵¿°¡´ÉÇÑ ¸ðµç °æ¿ìµéÀ» ³ªÅ¸³½´Ù. ´ëºÎºÐÀÇ AI ¹®Çå¿¡¼ ³íÀǵǴ Ž»ö ¾Ë°í¸®ÁòµéÀº Ãʱâ»óÅ·κÎÅÍ ¸ñÇ¥»óÅ¿¡ µµ´ÞÇÏ´Â ±× Æ®¸®¿¡¼ °¡Àå ÁÁÀº (¿©±â¼´Â °¡Àå ªÀº) °æ·Î¸¦ È¿°úÀûÀ¸·Î ã¾Æ³»´Â ¹æ¹ýµéÀÌ´Ù. ´ëÇ¥ÀûÀÎ ¾Ë°í¸®ÁòµéÀº "±íÀÌ-¿ì¼± Ž»ö (depth-first search)," "branch and bound," ±×¸®°í "A*" ÀÌ´Ù.
3) ÇØÀÇ Å½»ö (search for solution) :
À̰ÍÀº "¸ñÇ¥¿¡ À̸£´Â °æ·ÎÀÇ Å½»ö" º¸´Ù ´õ ÀϹÝÀûÀÎ ºÎ·ùÀÇ Å½»öÀÌ´Ù. ÀÌ ¾ÆÀ̵ð¾î´Â ¾î¶² ¹®Á¦¿¡ ´ëÇÑ Èĺ¸ÇصéÀÇ ±¤¹üÀ§ÇÑ °ø°£¿¡¼ ¿øÇÏ´Â ÇØ¸¦ È¿°úÀûÀ¸·Î ã¾Æ³»´Â °ÍÀÌ´Ù. À̰͵éÀº À¯ÀüÀÚ ¾Ë°í¸®ÁòµéÀÌ »ç¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Â Á¾·ùÀÇ Å½»ö¹®Á¦µéÀÌ´Ù.
ù ¹øÂ° Á¾·ùÀÇ Å½»ö°ú ´ÙÀ½ÀÇ µÎ Ž»öµé°ú´Â ºÐ¸íÈ÷ Å« Â÷À̰¡ ÀÖ´Ù. ù ¹øÂ°´Â ¸íÈ®ÇÏ°Ô ÀúÀåµÇ¾î ÀÖ´Â Á¤º¸µéÀÇ ÁýÇÕ¿¡¼ ºÎºÐÁ¤º¸ (¿¹¸¦ µé¾î ÀüȹøÈ£) ¸¦ ã¾Æ³»¾î¾ß ÇÏ´Â ¹®Á¦¸¦ ´Ù·é´Ù. ´ÙÀ½ µÎ ¹®Á¦¿¡¼´Â Ž»öµÉ Á¤º¸°¡ ¸íÈ®ÇÏ°Ô ÀúÀåµÇ¾î ÀÖÁö ¾Ê°í Ž»ö°úÁ¤ÀÌ ÁøÇàµÇ¾î °¨¿¡ µû¶ó Èĺ¸ÇصéÀÌ ¸¸µé¾îÁø´Ù. ¿¹¸¦ µé¾î 8 - ÆÛÁñÀ» Ç®±â À§ÇÑ AI Ž»ö¹æ¹ýµéÀº ¸ðµç ³ëµåµéÀÌ ¸Þ¸ð¸®¿¡ ÀÌ¹Ì ÀúÀåµÇ¾î ÀÖ´Â ¿ÏÀüÇÑ Å½»öÆ®¸®¸¦ °¡Áö°í ½ÃÀÛÇÏÁö ¾Ê´Â´Ù. ´ëºÎºÐÀÇ Èï¹ÌÀÖ´Â ¹®Á¦µé¿¡ À־ Ž»öÆ®¸®¿¡¼ °¡´ÉÇÑ ³ëµåµéÀÌ ³Ê¹« ¸¹À¸¹Ç·Î ¸ðµÎ ÀúÀåÇÒ ¼ö ¾ø´Ù. ±× º¸´Ù´Â ƯÁ¤ ¾Ë°í¸®Áò¿¡ µû¶ó ´Ù¸¥ ¹æ½ÄÀ¸·Î Ž»öÆ®¸®°¡ ´Ü°èÀûÀ¸·Î ±¸Ã¼ÈµÇ°í, ¸ñÇ¥´Â ±× Æ®¸®ÀÇ ÀÛÀº ºÎºÐ¸¸À» °Ë»öÇÔÀ¸·Î½á ÃÖÀû ¶Ç´Â ÁÁÀº ÇØ¸¦ ã¾Æ³»´Â °ÍÀÌ´Ù. ¸¶Âù°¡Áö·Î GA ¸¦ °¡Áö°í Èĺ¸ÇصéÀÇ °ø°£À» Ž»öÇÒ ¶§¿¡µµ ¸ðµç °¡´ÉÇÑ Èĺ¸ÇصéÀÌ ¸ÕÀú ¸¸µé¾îÁö°í Æò°¡ÇÏ´Â °ÍÀÌ ¾Æ´Ï´Ù. GA ´Â °¡´ÉÇÑ È帵éÀÇ ÀϺκи¸À» °Ë»çÇÔÀ¸·Î½á ÃÖÀûÇØ ¶Ç´Â ÁÁÀº ÇØ¸¦ Ž»öÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÌ´Ù.
Ž»öÆ®¸®¿¡ ÀÖ¾î¼ÀÇ Å½»ö°æ·Î´Â Èĺ¸ÇØ·Î½á ºÎÈ£ÈµÉ ¼ö ÀÖÀ¸¹Ç·Î "ÇØÀÇ Å½»ö" Àº "¸ñÇ¥¿¡ µµ´ÞÇÏ´Â °æ·ÎÀÇ Å½»ö" À» ³»Æ÷Çϰí ÀÖ´Ù°í º¼ ¼ö ÀÖ´Ù. 8 - ÆÛÁñ¿¡ ´ëÇØ¼ Èĺ¸ÇصéÀº Ãʱâ»óÅ·κÎÅÍ ¾î¶² ´Ù¸¥ »óÅ·ÎÀÇ À̵¿ (ÃÖÁ¾»óŰ¡ ¸ñÇ¥»óÅÂÀÏ °æ¿ì¸¸ ¿Ã¹Ù¸¥) µéÀÇ ¿°ÅÀÌ´Ù. ±×·¯³ª ¸¹Àº "¸ñÇ¥¿¡ À̸£´Â °æ·ÎŽ»ö" ¹®Á¦µéÀÌ (Æò°¡µÇ±â Àü¿¡ Àüü Èĺ¸ÇصéÀÌ »ý¼ºµÇ¾î¾ß ÇÏ´Â) GA ¶Ç´Â GA ¿Í À¯»çÇÑ ±â¼úµéº¸´Ù (ºÎºÐÇØµéÀÌ Æò°¡µÉ ¼ö ÀÖ´Â) AI ÀÇ Æ®¸®Å½»ö ±â¼ú¿¡ ÀÇÇØ ´õ Àß ÇØ°áµÉ ¼ö ÀÖ´Ù.
±×·¯³ª Ç¥ÁØ AI Æ®¸®Å½»ö (tree-search) (¶Ç´Â º¸´Ù ÀϹÝÀûÀ¸·Î ±×·¡ÇÁŽ»ö (graph-search)) ¹æ¹ýµéÀº Ç×»ó Àû¿ëµÇÁö´Â ¾Ê´Â´Ù. ¸ðµç ¹®Á¦µéÀÌ Ãʱâ»óÅ·κÎÅÍ ¸ñÇ¥·ÎÀÇ °æ·Î¸¦ ã¾Æ³»¾î¾ß ÇÏ´Â °ÍÀº ¾Æ´Ï´Ù. ¿¹¸¦ µé¾î ¾Æ¹Ì³ë»êÀÇ ¹è¿·ÎºÎÅÍ ¾î¶² ´Ü¹éÁúÀÇ 3 Â÷¿ø ±¸Á¶¸¦ ¿¹ÃøÇÏ´Â °ÍÀº ´Ü¹éÁúÀÌ Á¢ÇôÁ®¼ 3 Â÷¿ø ±¸Á¶·Î µÇ´Â ¹°¸®ÀûÀÎ À̵¿ÀÇ ¹è¿À» ¹Ýµå½Ã ¾Ë¾Æ¾ß µÇ´Â °ÍÀº ¾Æ´Ï°í ÃÖÁ¾ 3 Â÷¿ø ±¸Á¶°¡ ¿¹ÃøµÉ ¼ö ÀÖÀ¸¸é µÈ´Ù. ¶ÇÇÑ ´Ü¹éÁú ¿¹Ãø¹®Á¦¸¦ Æ÷ÇÔÇÑ ¸¹Àº ¹®Á¦µé¿¡ ´ëÇØ¼ ¸ñÇ¥»óÅÂÀÇ ±¸¼ºÀº ¹Ì¸® ¾Ë·ÁÁ® ÀÖÁö ¾Ê´Ù.
GA ´Â (ÁøÈÀü·«°ú ÁøÈ ÇÁ·Î±×·¡¹Ö°ú °°ÀÌ ÁøÈ¿¡ ±â¹ÝÇÑ ±× ¹ÛÀÇ ´Ù¸¥ ±â¼úµéó·³) "ÇØÀÇ Å½»ö" ¹®Á¦µéÀ» Ç®±â À§ÇÑ ÀϹÝÀûÀÎ ¹æ¹ýÀÌ´Ù. µî¹Ý (hill climbing), ½Ã¹Ä·¹ÀÌÆ¼µå ¾î´Ò¸µ (simulated annealing), ±×¸®°í tabu Ž»ö (tabu search) Àº ´Ù¸¥ ÀϹÝÀûÀÎ ¹æ¹ýµéÀÇ ¿¹ÀÌ´Ù. ÀÌµé ¸î¸îÀº branch-and-bound ¿Í A* ¿Í °°Àº "¸ñÇ¥¿¡ À̸£´Â °æ·ÎÀÇ Å½»ö" ¹æ¹ýµé°ú ºñ½ÁÇÏ´Ù. ÀÌµé ±×¸®°í ´Ù¸¥ Ž»ö¹æ¹ýµé¿¡ ´ëÇÑ ¼³¸íÀº Winston (1992), Glover (1989, 1990), ±×¸®°í Kirkpatrick, Gellatt, and Vecchi (1983) À» ÂüÁ¶Ç϶ó.
¿¹¸¦ µé¾î "ÃÖ±Þ »ó½Â (steepest-ascent)" µî¹ÝÀº ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ µ¿ÀÛÇÑ´Ù :
1. Èĺ¸Çظ¦ (¿¹¸¦ µé¾î ºñÆ® ¹®ÀÚ¿·Î ºÎÈ£ÈÇÏ¿©) ÀÓÀÇ·Î Çϳª ¼±ÅÃÇÑ´Ù. ÀÌ ¹®ÀÚ¿À» ÇöÀç-¹®ÀÚ¿À̶ó°í ºÎ¸¥´Ù.
2. ¿ÞÂÊ¿¡¼ ¿À¸¥ÂÊÀ¸·Î ¹®ÀÚ¿¿¡¼ÀÇ °¢ ºñÆ®¸¦ ü°èÀûÀ¸·Î µ¹¿¬º¯ÀÌ ½ÃŰ¸é¼ ¾ò¾îÁö´Â ¹®ÀÚ¿ÀÇ ÀûÇÕµµ¸¦ ±â·ÏÇÑ´Ù.
3. °á°ú·Î ¾ò¾îÁö´Â ¹®ÀÚ¿µé Áß¿¡¼ ÀûÇÕµµ°¡ Áõ°¡ÇÑ °ÍÀÌ ÀÖÀ¸¸é, ÇöÀç-¹®ÀÚ¿À» ÀûÇÕµµ°¡ °¡Àå ¸¹ÀÌ Áõ°¡ÇÑ ("ÃÖ±Þ »ó½Â") ¹®ÀÚ¿À¸·Î ¹Ù²Û´Ù.
4. ÀûÇÕµµ°¡ Áõ°¡ÇÏÁö ¾Ê¾ÒÀ¸¸é ÇöÀç-¹®ÀÚ¿ ("ºÀ¿ì¸®") À» ÀúÀåÇÏ°í ´Ü°è 1 ·Î °£´Ù. ±×·¸Áö ¾ÊÀ¸¸é »õ·Î¿î ÇöÀç-¹®ÀÚ¿À» °¡Áö°í ´Ü°è 2 ·Î °£´Ù.
5. ÀûÇÕµµ-ÇÔ¼öÀÇ Æò°¡¸¦ ¿©·¯ ¹ø ½ÇÇàÇÏ¿´À» ¶§ ¹ß°ßµÈ °¡Àå ³ôÀº ºÀ¿ì¸®¸¦ µ¹·ÁÁØ´Ù.
AI ¿¡¼´Â ±×·¯ÇÑ ÀϹÝÀûÀÎ ¹æ¹ýµé (¾ÆÁÖ ´Ù¾çÇÑ ¹®Á¦µé¿¡ Àû¿ëµÉ ¼ö ÀÖ´Â ¹æ¹ýµé) À» "¾àÇÑ ¹æ¹ý (weak methods)" À̶ó°í ºÎ¸£¸ç, ƯÁ¤ÇÑ ¹®Á¦µé¿¡ Àû¿ëµÇµµ·Ï Ưº°È÷ °í¾ÈµÈ "°ÇÑ ¹æ¹ý (strong methods)" µé°ú ±¸º°Çϰí ÀÖ´Ù. ¸ðµç "ÇØÀÇ Å½»ö" ¹æ¹ýµéÀº (1) Ãʱ⿡ Èĺ¸ÇصéÀÇ ÁýÇÕÀ» ¹ß»ý½Ã۰í (GA ¿¡¼ À̰ÍÀº Ãʱ⠰³Ã¼Áý´ÜÀ̰í, ÃÖ±Þ »ó½Â µî¹Ý¿¡¼ À̰ÍÀº Ãʱ⠹®ÀÚ¿°ú ±×°ÍÀÇ 1 ºñÆ® º¯ÇüÀÌ´Ù.) (2) ¾î¶² ÀûÇÕµµ ±âÁØ¿¡ ÀÇÇØ¼ Èĺ¸ÇصéÀ» Æò°¡ÇÑ´Ù. (3) ÀÌ Æò°¡¿¡ ±âÃÊÇÏ¿© ¾î¶² Èĺ¸Çظ¦ º¸Á¸ÇÏ°í ¾î¶² Èĺ¸Çظ¦ ¹ö¸± °ÍÀÎÁö¸¦ °áÁ¤ÇÑ´Ù. (4) »ì¾Æ³²Àº Èĺ¸Çص鿡 ¾î¶² Á¾·ùÀÇ ¿¬»êÀÚ¸¦ Àû¿ëÇÏ¿© ±× ÀÌ»óÀÇ º¯ÇüÀ» ¸¸µé¾î ³½´Ù.
À¯ÀüÀÚ ¾Ë°í¸®Áò¿¡¼ ¿ø¼ÒµéÀÇ Æ¯Á¤ÇÑ °áÇÕ - ¸¹Àº °³Ã¼ÀÇ È®·üÀûÀÎ ¼±ÅÃ, È®·üÀûÀÎ ±³¹è¿Í µ¹¿¬º¯À̸¦ °¡Áö´Â º´·Ä °³Ã¼ Áý´Ü¿¡ ±âÃÊÇÑ Å½»ö - ¿¡ ÀÇÇØ ´Ù¸¥ Ž»ö¹æ¹ýµé°ú ±¸º°µÈ´Ù. ¸¹Àº ´Ù¸¥ Ž»ö¹æ¹ýµéÀº ÀÌµé ¿ø¼ÒÁß ¸î¸îÀº °¡Áö°í ÀÖÁö¸¸ ÀÌ¿Í °°ÀÌ °áÇյǾî ÀÖÁö ¾Ê´Ù.