الگوریتم کلونی مورچگان یا در حقیقت بهینه‌سازی کلونی مورچگان (Ant Colony Optimization) همانطور که از نام آن مشخص است، بر پایه رفتار طبیعی کلونی‌های مورچگان و مورچگان کارگر شاغل در آن‌ها بنا نهاده شده است. فرآیند یافتن منابع غذایی در کلونی مورچگان بسیار بهینه است. زمانی که مورچه‌ها عملیات کاوش برای یافتن منابع غذایی را آغاز می‌کنند، به طور طبیعی یک مسیر «منطقی» و «بهینه» از آشیانه خود به منابع غذایی پیدا می‌کنند. به عبارت دیگر، جمعیت مورچگان به نحوی همیشه قادر هستند تا یک مسیر بهینه را برای تامین منابع غذایی مورد نیاز بیابند. شبیه‌سازی چنین رفتار بهینه‌ای، پایه و اساس بهینه سازی کلونی مورچگان را تشکیل می‌دهد. در این مطلب، الگوریتم کلونی مورچگان به طور کامل تشریح شده است. باید توجه داشت که نام دقیق این الگوریتم، بهینه سازی کلونی مورچگان است که توسط اغلب افراد به آن الگوریتم مورچگان یا الگوریتم کلونی مورچگان گفته می‌شود.
دو مورچه را فرض کنید که در حال حرکت از آشیانه به منبع غذایی، از طریق دو مسیر کاملا متفاوت از هم هستند. مورچه‌ها در ضمن حرکت خود به سمت منبع غذایی، ردی از «فرومون» (Pheromone) در محیط منتشر می‌کنند که به‌طور طبیعی و با گذر زمان متلاشی می‌شود. مورچه‌ای که (به‌طور تصادفی) کوتاهترین مسیر به سمت منبع غذایی را انتخاب کرده، سفر برگشتی به سمت آشیانه را زودتر از دیگر مورچه‌ها آغاز می‌کند. در چنین حالتی، این مورچه در مسیر بازگشت به آشیانه، دوباره شروع به منتشر کردن فرومون در محیط می‌کند و از این طریق، رد فرومون به جا گذاشته در کوتاهترین مسیر را تقویت می‌کند.
مورچه‌های دیگر، به‌طور غریزی، قوی‌ترین مسیر فرومون موجود در محیط را دنبال و رد فرومون در این مسیر را تقویت می‌کنند. پس از گذشت مدت زمان مشخصی، نه تنها رد فرومون موجود در کوتاهترین مسیر متلاشی نمی‌شود، بلکه، با انباشته شدن رد فرومون دیگر مورچه‌ها، بیش از پیش تقویت می‌شود. مسیری که قوی‌ترین رد فرومون در آن به جا گذاشته شده باشد، به مسیر پیش فرض برای حرکت مورچه‌ها از کلونی به منبع غذایی و برعکس تبدیل می‌شود.
روش بهینه‌سازی کلونی مورچگان، مدلی برای پیاده‌سازی روش‌های بهینه‌سازی ارائه می‌دهد. تاکنون، پیاده‌سازی‌های موفق متفاوتی از این روش بهینه‌سازی ارائه شده است. الگوریتم‌هایی نظیر «سیستم مورچگان» Ant System، سیستم کلونی مورچگان (Ant Colony System) و سیستم مورچگان Min-Max از جمله مهم‌ترین و موفق‌ترین پیاده‌سازی‌های صورت گرفته از این روش بهینه‌سازی محسوب می‌شوند.
فهرست مطالب:
مقدمه 1
گذار از ویژگی‌های زیستی به الگوریتم‌های کامپیوتری 3
رفتار مورچگان 5
بهینه‌سازی گروه مورچه‌ها یا ACO 7
مزیتهای ACO 10
کاربردهای ACO 10
الگوریتم 11
انواع مختلف الگوریتم بهینه‌سازی مورچگان 11
منابع 12