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제6장 진화론과 융합

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(1)

제6장 진화론과 융합

Evolutionary Theory & Convergence

2013. 08. 22

가천대학교

(2)

목 차

6.1 개요 6.2 진화론 6.3 진화심리학

6.4 마케팅

6.5 진화 알고리즘 익힘 문제

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

(3)

6.1장 개요

진화론 evolutionary theory ?

모든 생물은 천천히 조금씩 변화한다

 오래 지나면 전혀 새로운 생물로 바뀐다

Why Evolutionary Theory?

왜 진화론을 반대할까?

진화론을 포기하면 어떻게 될까?

자연과 과학은 어떤 관계일까?

인간은 동물인가?

왜 지금 진화론이 중요한가?

진화론과 융합은 무슨 관계가 있는가?

(4)

4

6.1장 개요

찰스 다윈의 영향

인류 역사에서 가장 영향력이 큰 사람은?

* 공자, 예수, 마호메드, 마르크스, 뉴턴, 다윈 ????

선험적? 경험적? 신학적? 과학적?

정태적? 동태적? 영원한 진리? 변하는 진리?

본질? 현상?

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

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(5)

6.1 개요

Charles Robert Darwin:

1809~1882 빅토리아시대에.

에딘버러 대학 의학부 중퇴.

케임브리지대학 신학부, 목사.

1831: 해군측량선 비글호에 5년간 박물학자로 승선.

남아메리카, 남태평양 섬(갈라파고스), 호주 여행.

1839: 비글호 항해기, 1859: 종의 기원 출간.

자연선택설: 환경에 적합한 것만 살고 부적합한 것은 멸망.

항상 개체간의 경쟁  자연의 선택 반복  진화.

획득형질 유전론: 라마르크의 용불용설 영향.

개체간의 경쟁: 맬서스의 인구론(생물학적 결정론) 영향.

1860: 진화론에 관한 논쟁  다윈의 견해를 인정받다.

* 뉴턴의 역학과 함께 사상계에 큰 영향.

(6)

6

6.1 개요

The Darwin 당시 세계

기존 사상:

가치 기준: 본질적이고, 선험적이고, 영원한 진리 속에서 추구 인간은 이성을 가진 존재로 다른 생물과 구별.

Charles Darwin

진화 = 변화, 우연과 돌연변이

신의 형상을 따라 인간을 만들었나?

인간은 진화를 통하여 완벽한 몸을 갖추었나?

인간에게 구조적 결함은 없는가?

다윈의 영향

기존 우주관 전도, 변화 과정에 주의, 책임감.

Digital Convergence 제6장 진화

조물주의 형상을 따라 사람을 만들었다?

조물주가 없다면 인간이 모든 책임을 져야 하는가?

(7)

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6.1장 개요

6.1.2 생명의 나무

기존 자연계

존재의 대사슬: 생명의 사다리 정점에 사람이

다윈 이후

생명의 나무.

모든 생명은 하나의 조상.

(8)

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6.1장 개요

생물의 역사

진화의 증거 1) 화석의 배열

2) 탄소연대측정법

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

탄소연대측정법: 방사성탄소의 반감기를 이용하여 물질의 생성연도를 측정하는 기술. 정확성이 높다.

화석들을 연결하면 연속적인 진화 계통이 발견된다.

(9)

6.2 진화론: 진화 생물학

다윈의 5가지 진화 이론

1) 종의 가변성

생물은 시간에 따라 꾸준히 변화한다.

2) 단계주의

진화는 점진적, 연속적으로 이루어진다.

3) 종의 증가

새로운 종의 수가 증가한다.

4) 공동 후손

모든 생물의 조상은 하나.

5) 자연선택 ………… 진화 원리에 관한 이론: 논란의 대상 멸종하지 않고 살아남는 이유.

첫 4가지는 사실에 대한 보고 수준이나 5번은 치열한 논쟁거리

(10)

10

6.2 진화론: 진화 생물학

진화의 원동력

자연선택론(유일한 이론)과 유전자

(1) 자연 선택론 자연 선택 조건

- 스스로 복제하는 개체군 - 불완전한 복제 과정

- 복제 상의 실수로 복제 능력에 차이 발생

진화는 합리적으로 개선되는 것이 아니라 개악 시킬 수도 있다.

Digital Convergence 제6장 진화

복사기를 오래 사용하면 복제 기능이 떨어지고 잡티가 생긴다.

(11)

6.2 진화론: 진화 생물학

(2) 유전자

유전 heredity:

부모의 형질이 자식에게 전해지는 것(부모를 닮는 것) 돌연변이 mutation :

자식이 부모를 완전하지 않게 닮는 것.

DNA가 갑자기 변하고 자식에게 전달되는 것.

유전자 gene : 유전을 일으키는 인자. DNA가 배열된 방식으로 결정됨.

부모로부터 자식에게 물려지는 형질을 만들어내는 유전 정보의 기본 단위

DNA 염기 배열 중 단백질 생산에 관여하는 염기 쌍들의 배열 조합.

(12)

12

6.2 진화론: 진화 생물학

(2) 유전자 gene

염색체: chromosome:

세포핵 안에 있는 유전에 관여하는 물질(DNA+단백질)

모양과 크기가 같은 염색체가 2개씩 존재(부모로부터): 23쌍

DNA: 염색체를 이루고 있는 실질적인 유전물질.

4종류의 염기로 구성. 두 가닥이 꼬여 있는 2중 나선 구조.

생물의 각 세포에는 그 생물을 복제할 수 있는 한 벌의 지시.

세포 핵 > 염색체 > DNA와 단백질

Digital Convergence 제6장 진화

세포 핵 안에 23쌍의 염색체가 있고 염색체 안에는 Histone 단백질들을 DNA가 감싸고 있다. 4가지 염기들의 배열된 순서가 유전을 결정.

(13)

6.2 진화론: 진화 생물학

진화의 실례 (1) 눈의 진화

캄브리아기Cambrian period :

약 6억년전 - 5억년전 사이. 1억년 동안.

동물의 대폭발. 다세포 생물의 출현

포식자를 피하고, 먹이를 찾기 위한 무기.

척추동물을 제외한 대부분의 동물들이 출현.

삼엽충이 대부분.

특징:

2,000 - 3,000만년 전 사이에 갑자기 동물들이 대거 출현하면서 생 존하기 위하여 눈을 무기로 사용. 눈이 발달.

강력한 포식자의 등장으로 생존을 위하여 다양한 종으로 진화. 이동 속도를 증가하는 방향으로 진화

(14)

14

6.2 진화론: 진화 생물학 눈eye目

의 종류

낱눈: 절지동물 곤충류의 겹눈 구성 단위.

볼록렌즈 모양의 각막(빛의 굴절), 색소세포(입사량 조절)

망막세포(감광층),

겹눈

낱눈이 벌집 모양으로 구성, 잠자리: 3만개의 낱눈

카메라의 눈

각막, 수정체, 망막,

Digital Convergence 제6장 진화

(15)

6.2 진화론: 진화 생물학

카메라식 눈의 구조

피 피 피

피 피 피

피 피 피 피

피 피 피

피 피 피 피 피

피 피 피

(16)

16

6.2 진화론: 진화 생물학

눈의 구조

각막, 홍채, 수정체, 모양체, 맥락막, 망막, 시신경

광수용 세포:

빛을 받으면 쪼개져서 자극 전달 빛에 민감한 세포: 흑백으로 기록 빛에 둔한 세포: 천연색으로 기록

* 두 세포의 비율에 따라 야행성과 주행성으로 분류

Digital Convergence 제6장 진화

(17)

6.2 진화론: 진화 생물학

양안시: 머리 앞면에 육식 공룡

방어시: 머리 양쪽에 초식 공룡

고양이과 눈

밤에도 눈에서 빛이 나는 이유는?

안경 원숭이

눈이 뇌보다 클까?

영장류의 눈

왜 양안시가 되었나?

눈과 뇌의 협동: 뇌의 발달

(18)

18

6.2장 진화론

눈 目

양안시: 목표를 정확하게 포착하기 위하여, 눈을 정면에 방어시: 초점보다 광범위 관측을 위하여, 눈을 측면에

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

양안시: 육식동물 방어시: 초식동물

각도

(19)

6.2 진화론: 잘못된 설계

인간의 눈

꼴뚜기만도 못한 눈. Why?

가자미, 넙치의 눈:

아기 시절에는 얕은 물가에 살다가, 어른이 되면 깊은 바닥에 붙어 산다.

왜 두 눈이 한쪽에 몰려있을까?

홍어, 가오리

바닥에 붙어 살면서도 두 눈이 양쪽에 있는 이유는?

(20)

20

6.2장 진화론

가자미와 넙치 vs 홍어와 가오리

가자미: 어릴 때는 물가에서 정상적인 모습이나,

어른이 되면 바닥으로 가서 눕는다 바닥에서 사는 홍어와 가오리는 왜 눈이 그대로인가?

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

(21)

6.2장 진화론

(2) 언어의 진화

후두

어린 아기는 왜 발음을 잘 못할까?

언어 습득 도구

아기들은 어느 나라든지 자라는 곳의 언어를 잘 배울까?

모듈 이론

인간의 마음은 하나인가 여러 개인가?

(22)

22

6.2 진화론: 언어학

언어 습득 도구

본질적으로 인간의 언어가 어떤 종류의 규칙을 가질 수 있는지 규정하는 마음 속의 도구. Chomsky

아이는 백지 상태에서 언어를 배우는 것이 아니다.

아이는 내재된 보편 문법 지식을 가지고 주변에서 들리는 언어의 규칙을 선택한다.

모듈 이론

마음은 하나의 일반 목적 프로그램이 아니다.

마음은 특수 목적 프로그램의 집합이다.

ex. 청각 모듈, 미각 모듈, 촉각 모듈, 언어 모듈, 일반 과 정

Digital Convergence 제6장 진화

(23)

6.2.2 진화론의 영향

6.2.2 진화론의 영향

거의 모든 분야 .. Why?

철학

Friedrich Nietzsche : 초인

Karl Marx : 변증법적 유물론 Henri Bergson : 창조적 진화

John Dewey : 실용주의 법학:

심리학: 진화심리학 의학:

종교:

(24)

24

6.1 개요

진화론의 영향 : 철학 : 선험적이고 영원한 진리를 거

Friedrich Wilhelm Nietzsche 1844 - 1900 초인: 노예와 고귀한 자

Karl Marx 1818-1883

변증법적 유물론: 소외 , 노동가치………정신은 물질의 분 비물

Henri Bergson 1859-1941

창조적 진화. 생명론: 생명 속에 있는 무수한 잠재력 목적론과 기계론을 무력화

John Dewey 1859-1952

실용주의: 가치는 행위의 결과

도구주의: 사고는 인간의 실제적인 행동의 도구

Digital Convergence 제6장 진화

(25)

6.2.2 진화론의 영향

진화론과 법학

1925년 미국 Butler 법:

테네시주:

재정지원 받는 학교는 진화론 강의 불가.

생물학 교사 John Scopes:

진화론 강의로 유죄판결. 벌금 100$

1980년대 미국의 여러 주: 창조론 의무 교육 루이지애나주:

진화론 강의 시에는 반드시 창조론도 강의해야…

1987 연방대법원 판례:

창조론은 종교이므로 루이지애나법은 종교 자유 침해.

(26)

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6.3 진화 심리학

진화심리학

진화 관점에서 인간의 행동(본성)을 연구하는 학문

Why Evolutionary Psychology?

기존 심리학이 인간의 심리적 의문을 해소해주는가??

주요 저서

딜런 에반스(진화심리학),

스티븐 핑거(마음은 어떻게 작동하는가), 데이비드 버스(마음의 기원, 욕망의 진화), 로버트 라이트(도덕적 동물),,,

Digital Convergence 제6장 진화

(27)

6.3장 진화심리학

주제 표준사회과학 모델 진화심리학

생물학

법칙 인간은 생물학 법칙에서 제외 인간은 생물 진화

범위 진화는 발에서 목까지(인체에서) 뇌는 일반기관 본성 인간의 본성은 백지(빈 서판) 본성은 유전

행동 인간의 행동은 환경과 사회의 산물 행동은 본성과 환경의 산물

표준사회과학 모델과 진화심리학

(28)

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6.3 진화 심리학

진화심리학의 다섯 가지 원리

Digital Convergence 제6장 진화

순서 원 리 비 고

1 뇌는 정보처리 체계(컴퓨터) 환경에 적응하기 위해 설계

2 뇌는 자연선택으로 설계 석기시대에 생존을 위하여

3 쉬운 문제도 복잡한 처리 필요 정보처리는 복잡

4 상이한 문제는 상이한 회로망에서 처리 여러 개의 독립 모듈

5 인간의 마음은 석기 시대 사바나 지역에 적합한 마음

(29)

6.3 진화 심리학

진화심리학의 다섯 가지 원리

1) 뇌: 컴퓨터. 화학 물리 법칙으로 동작 꿈, 희망, 사랑: 화학 반응

2) 뇌: 신경회로망. 석기시대에 생존을 위해 설계 3) 쉬운 문제: 복잡한 회로망 필요

책 한 줄 읽는 것도 뇌의 1/3 이상 동원되는 대규모 계 산

4) 상이한 문제: 상이한 회로망 필요

시각, 청각 등 전문화된 신경회로망 사용.. 모듈의 집합 5) 인간의 마음: 석기시대 마음

인류 조상 생활의 99%는 수렵 채집하는 석기시대 생존

(30)

30

6.3 진화 심리학

다음 질문들은 어떤 관점에서 이해가 가능한가?

- 인간은 왜 근친결혼을 피하는가?

도덕 문제? 인류학 문제?

- 인간은 왜 두 발로 걸어 다닐까?

문제는 없는가?

- 기름진 음식

왜 비만을 무릅쓰고 자꾸 먹을까?

- 포르노 산업: 잡지, 소설, 영화, 성 매매,, 왜 남자에게만 영업이 될까?

- 남자, 여자

왜 사랑을 할까? 왜 바람을 피울까?

사반나 원숭이: 4 백 만년간의 습관

Digital Convergence 제6장 진화

사냥물을 가족에게 들고 가기 위하여?

친족일수록 유전자 형질이 유사하다

인류의 역사는 배고픔의 역사?

(31)

6.3 진화 심리학

집단의 대규모화

50만년 – 20만년, 150명 단위 상호 이타주의 생성

협력자와 사기꾼 분별

정보 교환의 촉진  언어 발달 두뇌의 확장

인간의 최대 능력?

지능?

거짓말?

상상력?

(32)

32

6.3 진화 심리학

진화심리학

인간이 만물의 영장이 된 이유 남을 속이기  두뇌 발달 ex. 사기꾼: 머리가 좋아야

유명한 장군: 知彼知己 百戰百勝

우수한 머리:

멀리 예측할 수 있는 능력

ex. 바둑 고수: 몇 수 앞을 볼 수 있나?

Digital Convergence 제6장 진화

(33)

6.3 진화 심리학

유전자의 선택 짝짓기 심리학

왜 외모에 투자를 많이 할까?

신체는 왜 좌우 대칭적인가?

美의 생물학

왜 모래 시계 형태를 좋아하나?

장기전략 대 단기전략

일부일처제, 일부다처제: 어느 것이 많을까?

일부다처제는 누가 원하는 것일까? 남자, 여자?

(34)

34

6.3 진화 심리학

어떤 남자가 매력적인가?

力?

어떤 여자가 매력적인가?

美?

선물의 조건?

여자는 왜 선물에 약할까? 남자는 왜 뇌물에 약할까?

남자는 왜 질투하나?

?

여자는 왜 질투하나?

?

남자와 여자는 서로 어떤 사람을 원하는가?

왜 남자와 여자가 존재하는가?

Digital Convergence 제6장 진화

(35)

6.3 진화 심리학

네안데르탈인

두뇌는 컸으나 언어가 없었다.

인간의 마음

진화의 산물. 진화  유전자  마음  유전자

예술, 윤리, 언어: 가장 인간적인 요소 생존에 필요해서? 번식에 필요해서?

문화: 유전자보다는 학습에 따라 한 세대에서 다음 세대로 전해지는 정보

(36)

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Digital Convergence 제6장 진화

6.3 진화 심리학

인간의 진화: 멈췄나, 더 빨라졌나?

1) 자연선택 축소:

문화가 자연의 칼 바람으로부터 인간을 보호.

문화: 항생제, 안경, 중앙난방, 조제, 인슐린,식료품, 피임제 Steve Johns: 100만년 후에도 인간은 지금과 동일

2) 자연선택 강화

John Hawks: 최근 1만년 동안 100배 이상 더 빨리 진화 - 600만 명  68억 명: 돌연변이 증가

- 평균수명 연장: 자연선택 강화

ex. 젖당 분해 효소: 덴마크, 스웨덴(95%이상)

(37)

6.4장 마케팅

Why Marketing?

기술력만으로 시장을 장악할 수 있나?

IMF 이후 설립된 수 많은 벤처 기업들은 모두 어떻게 되었 나?

벤처기업들이 망하는 이유는 무엇인가?

T 기술

P 생산

M 마케팅

T P

M

TPM?

MPT?

(38)

38

6.4장 마케팅

(1) Apple 잡스는 왜 실패하고 왜 성공했는가?

잡스는 무엇을 바꾸었는가?

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

구 분 실 패 시 성 공 시 비 고

제품전략 기술력 중심 기술 -> 디자인

시장과 고객 중심 디자인 -> 기술

협력관계 내부에서 모두 해결 외부 협력 위주 기술, 생산, 판매 등

의사결정 독주체제 협의체제 CEO = CLO

제품사양 기술 위주 기술과 감성 위주

사업 순서 TPM MPT

(39)

6.4장 마케팅

iPod과 iPhone, iPad의 공급 과정

피 피 , 피 피 피 , 피 피 피 피

Apple Portal Player

피 피 피 피 피 피 피 피 피 피 : 피 피 피

SONY: 피 피 피 피 피 피 피 : 피 피 피 피 피 : 피 피 피 피 피

피 피 피 피 고객

피 피 , 피 피 피 , 피 피 피 피

Apple Singuler

피 피 피 피 피 피

피 피 피

AT& T

피 피 피 피 피

KT (a) iPod

(b) iPhone

피 피 피 피 , 피 피 : 피 피 피 LG: 피 피 피 피 피

피 피 SDI, LG피 피 : 피 피 피 피 피 , 피 피 피 ,

피 피 피 피 Apple

(40)

40

6.4 코드 마케팅

(2) Nokia

1865년 핀란드의 목재회사, 고무사업, 전기 케이블회사 이동통신 기술, 인력, 공장, 경험이 없었다.

모두 외주로 성공

(3) Vizio

2002년에 설립한 미국의 TV회사,

2009년 LCD TV 시장에서 점유율 1위: 600만대 판매 직원 168명, 무 기술, 무 공장, 무 유통, 무 사후지원 기획, 콜센터, 일부 디자인

모두 외주로 성공

Digital Convergence 제6장 진화

(41)

6.4.2 뉴로 마케팅의 실례

Code:

문화를 통하여 일정한 대상에게 부여하는 무의식적 의미 Marketing:

상품이나 서비스를 유통시키는 기업의 경영활동.

교환과정을 통하여 인간의 욕구와 필요를 충족시키는 활동.

Code Marketing:

사용자의 심층 문화를 통하여 상품이나 서비스를 유통시키 는 경영활동

심층 문화: 7세까지 중요한 사물의 의미를 각인한 문화.

행동의 의미는 무의식적인 문화구조에 있다.

문화가 다르면 사물의 의미도 다르다.

(42)

42

6.4 코드 마케팅

머리 속에 각인된 정보를 알아야 마케팅이 가능

1) 클라이슬러의 자동차 자동차 = 말

2) 미국인이 야구에 열광하는 이유?

- 야구에서 home의 의미 home run?

전쟁 유해 발굴

露宿者, homeless, 流浪者 …

한국 미국 중국 Digital Convergence 제6장 진화

왜 거지의 명칭이 나라마다 다른가?

(43)

6.4 마케팅

3) 영화의 실례: Star Wars 1977-2005

무의식: 의식(각성, 자각)되지 않는 심리 상태.

억압된 관념과 본능으로 구성.

Freud: 개인적 특질의 무의식. 개인의 억압되었던 과거,,, Jung: 보편적 인류 공통의 집단 무의식.

Archetype: 태고부터 유전되어 내려온 이미지.

유전된 것: 의식이나 행동을 창출하는 경향.

ex. anima: 영원의 여성, animus: 영원의 남성

Star Wars: 영웅(루크 스카이워커), anima(레아 오르가나 공주), animus(한 솔로), 그림자(다스 베이더), 노령의 현 인(오비완 케노비)....

(44)

44

6.4 코드 마케팅

머리 속에 각인된 정보를 알아야 마케팅이 가능

1) 클라이슬러의 자동차

네슬레의 일본에서의 커피 정책

일본인은 왜 중매로 결혼을 많이 할까? 이혼율은 왜 적은가?

미국인은 왜 연애로 결혼을 많이 할까? 이혼율은 왜 높은가?

프랑스는 여성용 실내복을 왜 negligee라고 할까?

왜 술을 마시는가?

미국인, 프랑스인, 러시아인, 일본인, 한국인,,

Digital Convergence 제6장 진화

(45)

6.4장 마케팅

뉴로 마케팅

각인imprint: 같은 사물에 왜 나라마다 의미가 다를까?

ex. 프랑스어: 태양 le soleil = 남성, 달 la lune = 여성 독일어: 태양 die sonne= 여성, 달 der mont = 남성

Jeep: 미국(말), 프랑스,독일(해방)

peanut butter: 미국(엄마), 유럽(식품)

(46)

46

6.5장 진화 알고리즘

Why Evolutionary Algorithm?

미시간 대학의 존 Holland교수의 제안 이론.

자연 세계에서 일어나는 진화 이론을 현실 문제 해결에 이 용.

염색체

핵 안에서 유전 물질을 보관하는 물체 유전자

유전 정보 저장 단위

DNA

유전자를 구성하는 물질. 나선구조의 뼈대와 염기로 구성

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

(47)

6.5장 진화 알고리즘

유전자형과 표현형 : Genotype & Phenotype 유전 형질의 내장 & 발현

유전체: Genom

한 개체 유전자의 총 염기 서열

(48)

48

6.5장 진화 알고리즘

진화의 시작

염색체 복제시 오류 & 염색체 구성시 오류

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

아버지 어머니

F1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 F3 = c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10

M2 = b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 M4 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 복제 복제

F1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 F3 = c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10 M2 = b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 b9 b10 M4 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

자식 염색체 생성

F1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 M4 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

(49)

6.5장 진화 알고리즘

자식 염색체 의 표현 과정

F1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10

M4 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 (1)

F1 = A1 A2 A3 A4 A5 a6 a7 a8 a9 a10 F1 = a1 a2 a3 a4 a5 A6 A7 A8 A9 A10

M4 = d1 d2 d3 d4 d5 D6 D7 D8 D9 D10 M4 = D1 D2 D3 D4 D5 d6 d7 d8 d9 d10 (2) C1 (3) C2

C1 = a1 a2 a3 a4 a5 d6 d7 d8 d9 d10 C2 = d1 d2 d3 d4 d5 a6 a7 a8 a9 a10

(4) C1 표현형 (5) C2 표현형

(50)

50

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘의 구성 요소

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

구분 종류 내역

개체군 염색체들의 집합 정해진 개수의 염색체로 구성

유전 연산자

선택 적응도 높은 유전자

교배 두 염색체 사이에 유전자 교환

돌연변이 유전자를 강제로 교환

대치 부모의 염색체를 자식 염색체로 대치

알고리즘 준비 코드화 문제의 해를 염색체로 표현 적합도 함수 알고리즘을 평가하는 함수

알고리즘 설계 응용 프로그램 현실 문제를 해결하는 프로그램 개발

(51)

6.5장 진화 알고리즘

유전 연산자

단순 교배

복수점 교배

P1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 P2 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

C1 = a1 a2 a3 a4 a5 d6 d7 d8 d9 d10 C2 = d1 d2 d3 d4 d5 a6 a7 a8 a9 a10

P1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 P2 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

(52)

52

6.5장 진화 알고리즘

유전 연산자

균일 교배

돌연변이

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

P1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10 P2 = d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

m = 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 m = 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1

C1 = a1 b2 b3 b4 a5 d6 a7 d8 d9 a10 C2 = d1 a2 a3 a4 d5 a6 d7 a8 a9 d10

P1 = a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 a10

C1 = a1 a2 a3 a4 A5 d6 d7 d8 a9 a10

(53)

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘 실례 배낭 문제

Population

Selection Crossover

Mutation

Reproduction Substitution

(1,5,3) (7,0,6) (8,9,6) (3,7,6)

(8,9,6) (7,0,6)

피 피 피 피 피

(8,0,6) (7,9,6)

(8,3,6) (7,9,6)

(54)

54

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘의 순서도

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

n개의 초기 염색체 생성 repeat {

for i = 1 to k {

두 염색체 p1, p2 선택

offspringi = crossover(p1, p2);

offspringi = mutation(offspringi );

}

offspringi, ... offspringk 를 해집단 안의 k 개의 염색체와 대치

} until (정지조건 만족);

return 최상의 염색체;

시작

종료 4: 선택 실행

5: 교배 실행 2: 초기 집단 생성

1: 유전자형 결정

6: 돌연변이 실행 3: 적합도( ) yes

만족?

Loop

(55)

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘 응용분야

응용 분야 응용 사례

최적화 순회판매원 문제, 전력 송전망 최적화, 항공기 승무원 배정

설계 반도체 회로 설계, 비행기 날개 설계 인공지능 신경망 합성 및 학습, 자연언어 처리 시스템 분석과 예측 환율 변화 예측, 증권 등 경제분야 예측

(56)

56

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘 적용 분야의 일반성 효과적인 분야

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

- 어느 정도의 규칙성을 가지고 있는 문제 - 여러 개의 국부적 해가 존재하는 문제

- 문제 영역의 규칙성이 어느 정도 염색체로 표현 가능한 문제

- 부분적인 해들 간에 상대적인 우위 관계가 존재하는 문제

- 잘 정의된 알고리즘이 존재하는 문제 - 최단 경로 탐색 문제, 정렬 등

비효과적인 분야

- 순회 판매원 문제(salesman's problem) - 함수 값을 최대화하는 변수

(57)

6.5장 진화 알고리즘

진화 알고리즘의 장점

- 알고리즘의 개념을 이해하기 쉽다.

- 기존 문제 해결 방법과 결합하여 사용하기 쉽다.

- 진화 알고리즘의 계산 모델이 자연현상에 기반을 두고 있다.

- 응용문제와 분리하여 모듈화하기 쉽다.

- 항상 해답이 있으며 시간이 갈수록 효과가 좋아진다.

- 주어진 문제를 해결하기 위한 일반적인 방법이 없다.

- 매개변수들이 너무 많다(개체수, 선택방법, 교배법, 돌연변이의 비율 등).

진화 알고리즘의 단점

(58)

58

6.4 연습 문제

Nokia가 추락하는 원인을 분석하고 재기할 수 있는 대책을 수

립하시오.

Digital Convergence 제6장 진화론과 융합

참조

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