Evolutionäre Algorithmen. Evolutionstheorie und Evolutionsstrategie

Studienarbeit aus dem Jahr 2018 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Wirtschaftsingenieurwesen, Note: 1,3, AKAD University, ehem. AKAD Fachhochschule Stuttgart, Sprache: Deutsch, Abstract: Als Ende 1930 die Entwicklung der modernen Bionik begann und in den 1950er und 1960er Jahren aufblühte, konnten daraus viele technische Produkte profitieren. Bionik bedeutet, natürliche Prinzipien zu verstehen und daraus optimierte technologische Anwendungen zu entwickeln, um technische Fragestellungen zu lösen. Die Übertragung natürlicher Phänomene auf die Technik ist ein Gebiet, mit dem sich die Bionik auseinandersetzt. In der Öffentlichkeit wird die Bionik sehr positiv wahrgenommen, gilt als raffiniert, ökologisch angepasst und risikoarm. Ein klassischer Ansatz in diesem Bereich ist die an der TU Berlin entwickelte Evolutionsstrategie von Ingo Rechenberg und weiteren Mitstreitern. Die natürliche Evolution dagegen wurde von Charles Darwin schon über 100 Jahre vor der Evolutionsstrategie im Jahr 1859 veröffentlicht. Dabei werden geringe Änderungen im Erbgut, so genannte Mutationen, über zufällige Chromosomenanordnungen bei der Teilung von Keimzellen auf die Nachkommen verteilt. Angepasst an die Umweltbedingungen müssen sich diese neuen Mutationen bewähren, um sich durch die Selektion fortpflanzen zu können. Dagegen ist die Evolutionsstrategie ein stochastisches Optimierungsverfahren und arbeitet mit der Theorie der natürlichen Evolution. Wird bei einer eingeführten Mutation eine verbesserte Fortpflanzung erreicht, werden die Merkmalsträger als Eltern für die nächste Generation verwendet. Ähnlich der Natur lässt sich dieser evolutionäre Prozess auf technische und wirtschaftliche Produkte und Prozesse übertragen.