09-群体智能优化算法-天牛须搜索算法1
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2022-08-08
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天牛须搜索算法
第九章 天牛须搜索算法
9.1 基本天牛须搜索
图 1(a)所示的长角天牛是天牛科的一种，其特征是触角非常长，通常和天牛的身体
一样长，甚至更长。天牛家族成员众多，共有 26,000 多个物种。它们中的大多数都有长
长的触角。通常由多种嗅觉感受器细胞组成的触角结构，在特定物种中往往是独特的，
而这类传感系统的功能仍在研讨中。然而，这种大型触角的两个基本功能是与猎物的气
味结合，并获得潜在的合适伴侣的性信息素，其中大触角可以扩大探测区域。此外，大
触角也可以作为一种保护预警机制。
（a） （b）
图 1 长角天牛及其使用长触角的搜索行为。（a）长角天牛。（b）长角天牛利用长触角进行搜索，其
中黑色线表示气味的传播，蓝色线表示天牛的轨迹。
我们知道，天牛在捕食或寻找配偶时，会摆动身体一侧的每根触角来接收气味。也
就是说，天牛用两根触角随机探索附近的区域。此外，当一侧的触角探测到更高浓度的
气味时，天牛会转向同一方向，否则就会转向另一侧。如图 1(b)所示，这两个因素结合
在一起，使得大多数天牛能够捕食或者寻找配偶，这启发我们设计一种元启发式优化算
法。基于这两个方面，Li Shuai 和 Jiang Xiangyuan[1]提出了天牛须搜索算法（Beetle
Antennae Search Algorithm，BAS），其伪代码如下：
Input：建立目标函数 f(x
t
)，其中变量 x
t
=[x
1
,x
2
,...,x
i
]
T
，初始化参数 x
0
，d
0
，δ
0
。
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