مصاحبه با دانش آموزان غیر دولتی هما

در نهمین جشنواره پروژه های دانش آموزی تبیان

الگوریتم ژنتیک و کاربرد آن در مدرسه

تبیان: سلام و وقت به خیر، لطفاً خودتان را معرفی کنید و بفرمایید از کدام مدرسه شرکت کردید؟

به نام خدا من دینا باقری به همراه دیگر اعضای گروه، ملیکا قدیر و سارا صارمی از مدرسه غیر دولتی هما با کمک معلم راهنما خانم فاطمه نوراله در جشنواره تبیان شرکت کردیم. موضوع پروژه ما الگوریتم ژنتیک است.

تبیان: لطفاً در مورد کار پژوهشی تان بیشتر توضیح دهید؟

الگوریتم ژنتیک یکی از زیر مجموعه های محاسبات تکامل یافته می باشد که رابطه مستقیمی با مبحث هوش مصنوعی دارد در واقع الگوریتم ژنتیک  یکی از زیر مجموعه های هوش مصنوعی می باشد.  الگوریتم ژنتیک را می‌توان یک روش جستجوی کلی نامید که از قوانین تکامل بیولوژیک طبیعی تقلید می‌کند. الگوریتم ژنتیک روی یکسری از جواب‌های مساله به امید به دست آوردن جواب های بهتر قانون بقای بهترین را اعمال می کند. درهر نسل به کمک فرآیند انتخابی متناسب با ارزش جواب‌ها و تولید مثل جواب های انتخاب شده به کمک عملگرهایی که از ژنتیک طبیعی تقلید شده‌اند، تقریب‌های بهتری از جواب نهایی به دست می‌آید. این فرایند باعث می‌شود که نسل های جدید با شرایط مساله سازگارتر باشد.

الگوریتم‌های ژنتیك الگوریتم‌هایی هستند كه دارای قدرت بسیار زیادی در یافتن جواب مسئله هستند، اما باید توجه داشت كه شاید بتوان كاربرد اصلی این الگوریتم ها را در مسائلی در نظر گرفت كه دارای فضای حالت بسیار بزرگ هستند و عملاً بررسی همه حالت‌ها برای انسان در زمان‌های نرمال (در حد عمر بشر) ممكن نیست. از طرفی باید توجه داشت كه حتماً بین حالات مختلف مسئله باید دارای پیوستگی مناسب و منطقی باشیم. در نهایت الگوریتم‌های ژنتیك این امكان را به ما می‌دهد كه دارای حركتی سریع در فضای مسئله به سوی هدف باشیم. به گونه‌ای كه می‌توانیم تصور كنیم كه در فضای حالات مسئله به سوی جواب مشغول پرواز هستیم.

تبیان: محدوده کاری الگوریتم ژنتیک چیست؟

محدوده کاری الگوریتم ژنتیک بسیار وسیع می باشد و هر روز با پیشرفت روز افزون علوم و تکنولوژی استفاده از این روش در بهینه سازی و حل مسائل بسیار گسترش یافته است. در مدارس نیز با استفاده از این روش می توان برنامه ریزی های صحیح تر و بهینه تری ارائه داد. به عنوان مثال زمان بندی دروس یکی از مسائل مهم و زمان بر در هر محیط  آموزشی است. برنامه ریزی چیدمان دروس در جدول هفتگی، براساس معیارها و امکانات محیط، مشخصات دروس و ساعات حضور دبیران صورت می گیرد و برای بسیاری از مدیران و معاونین محترم وقت گیر و سخت می باشد.

مثالی دیگر از کاربرد الگوریتم ژنتیک در مدارس، برنامه ریزی برای سرویس های مدارس می باشد. مسیر حرکت سرویس های مدارس در کشور به صورت تجربی و بدون در نظر گرفتن مسیر بهینه علمی تعیین می گردد. همواره طی شدن مسیر اضافی توسط این سرویس ها باعث افزایش جابه جایی و افزایش مصرف سوخت و صرف هزینه های اقتصادی هنگفت خواهد شد. در این زمینه نیز می توان با استفاده از مدل ریاضی با توجه به حساسیت فوق العاده دانش آموزان و تاثیر روند و زمان جابه جایی بر روحیات آن ها کمینه مسافت و زمان حرکت را تبیین نمود.

در این پژوهش روش و مراحل به کارگیری الگوریتم ژنتیک به منظور رسیدن به بهینه ترین جواب در زمان بسیار کوتاه در زمان بندی و برنامه ریزی هایی نظیر برنامه هفتگی کلاسی و یا برنامه امتحانات و ... بررسی شده است.

تبیان: چگونه با تبیان آشنا شدید؟

ما از طریق زنگ پژوهش توسط دبیر پژوهشمان با سایت تبیان آشنا شدیم و در نهمین جشواره تبیان ثبت نام کردم.

تبیان: خیلی ممنون که وقت خود را در اختیار ما گذاشتید، موفق باشید.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: الهام گارسچی

تنظیم: نسرین صادقی