Arquitectura de búsqueda basada en técnicas soft computing para la resolución de problemas combinatorios en diferentes dominios de aplicación

Abstract

En los problemas de optimización combinatoria se estudian colecciones finitas de objetos que satisfacen unos criterios específicos y se persigue determinar si cierto objeto ``óptimo'' existe. En la mayoría de las ocasiones, a pesar de que el dominio de búsqueda es finito, éste puede ser de dimensiones exponenciales. En la actualidad es posible solucionar un gran número de problemas combinatorios presentes en la vida real empleando técnicas basadas en programación entera. Sin embargo, en numerosas ocasiones no es posible resolverlos de forma exacta debido a la gran dificultad que presentan algunos problemas de optimización combinatoria y sólo es posible encontrar soluciones cercanas al óptimo. Para estas ocasiones, los esfuerzos de investigación se han centrado en la aplicación de técnicas meta-heurísticas. En este último caso se enmarca el presente trabajo, es decir, en la resolución de problemas combinatorios complejos, de grandes dimensiones, donde explorar todas las posibilidades a fin de encontrar el óptimo es inabordable, ya sea por motivos económicos (probar cada combinación sea caro) o por motivos computacionales (temporalmente sea intratable). En concreto, en esta tesis se propone una arquitectura de búsqueda independiente del dominio de aplicación y capaz de abordar problemas combinatorios de grandes dimensiones, de los que se disponga de poca información de partida. Esta arquitectura está basada en técnicas Soft Computing, pues combina un algoritmo genético basado en codificación real con modelos basados en redes neuronales, concretamente en perceptrones multicapa. Así, el algoritmo genético emplea, en los casos en los que sea necesario, modelos aproximados de las funciones de aptitud mediante perceptrones diseñados para tal fin. El sistema obtenido ofrece la flexibilidad y versatilidad requeridas para poder adaptarse a los requisitos propios de cada problema combinatorio a tratar, sea cual sea su dominio.