NEAT - 如何处理单一成员物种？

Question

我正致力于从头开始实现 NEAT，并且偶然发现了一个我找不到具体答案的问题。在所有其他网络都被指定之后，NEAT 算法如何响应其中只有一个成员的物种？

我已经想到了几个可能的答案，如果有任何额外的见解，我将不胜感激。

1. 保持单成员物种不变，将其唯一幸存的成员传给下一代，希望在未来的某个时候能找到更多该物种的成员，并且该物种能够生长。这样做的主要问题是 NEAT 根据调整后的适应度分配新物种的大小；这意味着如果它的适应性好于种群平均水平，它可能会指示(并期望)1 成员物种生长。假设我们有两个物种:大小为 99 和 1 个成员 - NEAT 会(假设较小的物种具有更高的适应性)然后使 99 个物种缩小而 1 个成员物种生长 - 但小物种由于只有一个而无法繁殖成员(member)。

2. 将物种的唯一成员克隆给定次数，以匹配 NEAT 为该物种计算的新物种大小。这似乎不是最佳解决方案，因为它会大大减少人口的多样性，而且似乎会很快导致停滞。

3. 通过单一突变繁殖一个成员，然后交叉该物种的现有两个成员，直到满足新的大小要求。遇到与 (2) 类似的问题。

4. 通过 N 次突变复制一个成员，其中 N 是 NEAT 计算的新物种大小。这似乎涉及大量的随机性，并可能导致新物种在该物种内进化，使问题进一步失控。

5. 在物种形成阶段结束时，将该物种的唯一成员与一些更大的物种混为一谈，并导致其当前物种灭绝。这样做的问题是丢失了新网络还没有时间优化的潜在有用的突变/网络拓扑。

提前致谢!

Answer 1

我只是想添加评论，但我没有足够的声誉，所以我会写一个答案，为了让它更长，我会根据我对 neat 的了解，评论一些我不太同意的部分。

首先，我认为您应该看看 youtube 上的 Finn Eggers channel ​​(或其他实现，我说这个是因为我看过视频)，他实现了整洁，在视频 8 中(我认为)他处理了这个问题。他所做的是将所有具有 1 个成员的物种标记为“灭绝”并将其移除。事实上，如果该物种只有 1 个成员，则意味着所有成员都被杀死，并且当他们的分数较低时会发生这种情况，因此保留该物种没有意义。

Let's say we have two species: 99 and 1 members in size - NEAT would (assuming the smaller species has a higher fitness) then make the 99 species shrink and the 1 member species grow

我不明白这一点:假设您从 2 个物种开始，每个物种 50 个成员，杀死前 80% 的种群(基于适应度得分)，繁殖幸存者并以 99-1 结束。这是什么意思？

首先，这意味着您杀死的 80 只个体中有 49 只来自物种 2，31 只来自物种 1，这意味着物种 2 中的个体比物种 1 中的个体更差。

此外，您没有第 2 个物种的新生儿:当 parent 不属于该物种时，就会发生这种情况，也许一个是，但 child 仍然不能归类为该物种的成员。由于 parent 的选择也是基于适应度得分，这意味着物种 1 的元素比物种 2 的唯一幸存者得分更高，并且被更频繁地选择，所以我们仍然认为物种 1 比 2 好。总之，如果一个物种最终只有一个成员并且没有成长，这意味着它很烂。

but the small species cannot reproduce due to only having one member.

1 个成员物种可以变得更大:你可以从两个不同的物种中取两个 parent ，创建一个 child ，如果距离函数告诉 child 属于那个物种，你就把它放在那里。您不需要拥有来自同一物种的所有 parent 来为那个创造一个 child 。

5.Chuck the only member of the species in with some larger species at the end of the speciation phase, and cause its current species to go extinct.

你不能只把一个成员放在另一个物种中:如果与其他物种的距离太远，你必须有一个特定的物种，即使它只是一个成员