FUNDAMENTOS DE METAHEURÍSTICAS · SUBTÓPICO 01

Uma solução representa uma resposta; uma população representa possibilidades.

Metaheurísticas podem melhorar um candidato por vez ou manter várias alternativas simultaneamente, compartilhando o orçamento entre qualidade e diversidade.

indivíduosmelhor candidato
P = {x¹, x², …, xᴺ}

01 · UNIDADE DA BUSCA

O candidato é a forma computacional de uma resposta.

PROBLEMA REALEscala de trabalho

Distribuir tarefas entre quatro equipes.

→
CODIFICAÇÃO[2, 1, 4, 3]

Cada posição indica a equipe responsável.

→
DECODIFICAÇÃOPlano executável

A estrutura volta a ter significado no domínio.

→
AVALIAÇÃOfitness = 82

Um número resume a qualidade do plano.

02 · INDIVÍDUO E POPULAÇÃO

Uma busca pode carregar uma hipótese ou muitas.

BUSCA DE SOLUÇÃO ÚNICA
x

Um estado atual

O método modifica uma solução e decide se aceita o novo vizinho.

Busca Tabu · Recozimento Simulado
×
BUSCA POPULACIONAL
x¹x²x³x⁴x⁵

Vários estados simultâneos

Os indivíduos exploram regiões diferentes e podem compartilhar informação.

AG · PSO · ACO · Evolução Diferencial

03 · FITNESS

A avaliação transforma candidatos em prioridades.

x¹[1,8]f(x)42
x²[6,4]f(x)100
x³[3,7]f(x)78
x⁴[9,2]f(x)87
fitness

Pode ser a própria função objetivo ou uma transformação que inclua penalidades, normalização e direção da busca.

fitness(x) = objetivo(x) − penalidade(x)

04 · CICLO POPULACIONAL

A população muda geração após geração.

1

Inicializar

Criar candidatos distribuídos pelo espaço.

→
2

Avaliar

Calcular fitness de cada indivíduo.

→
3

Selecionar

Dar mais influência às boas soluções.

→
4

Variar

Gerar descendentes ou novos movimentos.

↺

05 · LABORATÓRIO INTERATIVO

Observe uma população se concentrar em regiões melhores.

Seleção preserva bons candidatos; mutação cria novas possibilidades ao redor deles.

EXPERIMENTO 07
geração0
melhor fitness—
fitness médio—
diversidade—

Distribuição da população

O fundo indica fitness; cada círculo representa uma solução.

inicial

06 · QUALIDADE DA POPULAÇÃO

O melhor indivíduo não conta toda a história.

melhor fitnessqualidade máxima

Mostra o resultado mais promissor já disponível.

fitness médionível coletivo

Indica se toda a população está aprendendo.

diversidadevariedade das soluções

Revela a capacidade de explorar regiões diferentes.

dispersãoestabilidade

Mede o quanto os desempenhos diferem entre indivíduos.

07 · NO CÓDIGO

Uma população é uma coleção avaliada.

populacao.js
const populacao = Array.from(
  { length: 30 },
  () => criarCandidato()
);

const avaliada = populacao.map(x => ({
  solucao: x,
  fitness: avaliar(x)
}));

avaliada.sort((a, b) => b.fitness - a.fitness);
01
Criar indivíduos

Cada candidato respeita a mesma representação.

02
Avaliar todos

A função atribui qualidade comparável.

03
Ordenar ou selecionar

Boas soluções recebem maior influência.

04
Gerar a próxima população

Variação mantém a busca em movimento.

PRÓXIMO SUBTÓPICO

Exploração e intensificação.

Veremos como distribuir o esforço entre descobrir regiões e melhorar soluções conhecidas.

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