Swarm Intelligence erforscht natürliche und künstliche Systeme, die sich aus vielen „individuals“ zusammensetzen, die sich durch „decentralized control“ und Selbstorganisation koordinieren und so ein emergentes Verhalten bilden. Insbesondere konzentriert sich die Disziplin auf die kollektiven Verhaltensweisen, die sich aus den lokalen Interaktionen der Individuen untereinander und mit ihrer Umwelt ergeben. Solche Systeme sind sehr anpassungsfähig, robust, flexibel und in der Lage, autonom zu funktionieren. Die Swarm-Based Mechanismen können sowohl in technischen Systemen als auch in der Optimierung komplexer Probleme sehr nützlich sein.
Wir konzentrieren uns besonders auf die folgenden Konzepte: swarm evolution, collective intelligence, stygmergic communication, self-organization, und diskutieren verschiedene Swarm-Intelligence Algorithmen, die zu den probabilistischen metaheuristischen Ansätzen gehören.
Während des Kurses werden verschiedenen Swarm-Intelligence Systemen (bee colonies, ant colonies, schools of fish, flocks of birds, herds of land animals) zusammen mit den entsprechenden Swarm-Intelligence Algorithmen präsentiert, analysiert und verglichen werden. Der Schwerpunkt liegt auf Themen wie Modellierung und theoretische Analyse sowie auf realen Anwendungen aus verschiedenen Bereichen, um den Nutzen dieses Ansatzes aufzuzeigen. Die anderen "begleiteten" Aspekte wie Parametereinstellung und -abstimmung werden ebenfalls vorgestellt.
Folgende Themen werden behandelt:
Teil 1: Grundlagen der Swarm Intelligence (Stabilitätsanalyse, Swarm Aggregation, Swarm in bekannten und unbekannten Umgebungen, dynamische Optimierung);
Teil 2: Swarm-Based Metaheuristics (theoretische Grundlagen, Swarm Clustering And Sorting, Particle Swarms, Ant Colony, Artificial Bees, Fireflies Algorithm, Bacterial Foraging, fortgeschrittene Ideen und neue Inspirationen);
Teil 3: Anwendungen (Swarm Robotics, Internet Computing, Software Engineering, Sensoren, Data Mining, ...) zu verschiedenen Optimierungsproblemen, Suche nach optimalen Routen, Scheduling, Routing, Strukturoptimierung, Image - und Datenanalyse.